Acél minőségű
A fém vágószerszám teljesítményének biztosításához a munkadarabot bizonyos fizikai és mechanikai tulajdonságokkal (nagy keménységgel, kopásállósággal, szilárdsággal, hőállósággal stb.) Rendelkező anyagból kell készíteni. Az ilyen komplexum követelményeinek megfelelő anyagok, amelyek képesek a vágásra, szerszámeszközöknek nevezik. Tekintsük az instrumentális anyagok fizikai-mechanikai tulajdonságait.
A feldolgozandó munkadarab felületi rétegeibe való behatolás érdekében a szerszámok munkarészének vágóéleknek nagy keménységű anyagból kell készülniük. A szerszámanyagok keménysége természetes lehet (vagyis az anyag formálódása során jellemző), vagy speciális kezeléssel érhető el. Például a kohászati üzemek szállítási állapotában a hangszeres acél könnyen feldolgozható vágással. Megmunkálás után az acélból készült hőkezelés, csiszolás és élesítés erőssége és keménysége jelentősen megnő.
A keménységet különböző módszerek határozzák meg. Rockwell keménység szám jelöli jellemző keménység szám, és betűk jelezve HR keménységi skála A, B vagy C (például, HRC). A hőkezelt szerszámacélok keménységét C Rockwell skáláján mértük és hagyományos HRC egységekben fejezzük ki. A legstabilabb működése és a legkisebb kopást penge eszközök szerszámacélból és hőkezelt, érhető el, ha a keménysége HRC 63. 64. keménysége kisebb növeli a szerszám kopását penge, és egy nagyobb keménységű pengék kezdenek összeomlani miatt túlzott merevséget.
A HRC 30 35 keménységű fémeket kielégítően feldolgozzák hőkezelt szerszámacélok (HRC 63. 64) szerszámai, azaz kb. Két keménységi aránygal. A hőkezelt fémek (HRC 45. 55) kezeléséhez csak keményötvözetből készült szerszámokat kell használni. Keménységüket az A Rockwell-skálán mérik, és a HRA 87 értékei vannak. 93. A szintetikus szerszámok nagy keménysége lehetővé teszi számukra, hogy edzett acélok kezelésére használják őket.
A vágás folyamán a szerszámok munkarészére a forgácsolóerőket 10 kN vagy annál nagyobbra kell helyezni. Ezen erők hatására a munkadarab anyagában nagy igénybevételek merülnek fel. Annak biztosítására, hogy ezek a feszültségek ne vezessenek az eszköz megsemmisítéséhez, a gyártáshoz felhasznált szerszámanyagoknak elég nagy szilárdságúnak kell lenniük.
Az összes szerszám anyag közül a szerszámacél az erő tulajdonságainak legjobb kombinációja. Ennek köszönhetően a szerszámacélok szerszámainak működő része a terhelés komplex természetét és a tömörítést, a torzítást, a hajlítást és a nyújtást szolgálja.
A fémek vágása során az intenzív hőkibocsátás eredményeképpen a szerszámszárat felmelegítik, és a felületüket a legnagyobb mértékben megtisztítják. A kritikus hőmérséklet alá eső fűtési hőmérsékleten (különböző anyagokra eltérő értékek esetén) a szerszámanyag szerkezeti állapota és keménysége nem változik. Ha a fűtési hõmérséklet meghaladja a kritikus hõmérsékletet, akkor az anyag strukturális változásokon megy keresztül, és ennek következtében csökken a keménység. A kritikus hőmérsékletet a vöröseség hőmérsékletének is nevezik. A "vörös ellenállás" kifejezés középpontjában a fémek fizikai tulajdonsága 600 ° C-ra melegítve sötétvörös fényt bocsát ki. A vörösség az anyag azon képessége, hogy magas keménységet és kopásállóságot tart magas hőmérsékleten. A vörösség a magjában a szerszámanyagok hőállóságát jelenti. A különböző szerszámok hőállósága széles tartományonként változik: 220 ° C 1800 ° C
Hatékonyságának növelése a vágószerszám úgy lehet elérni nemcsak a hőmérséklet növelésével a szerszám anyaga a csont, hanem amiatt is, hogy javított eltávolítására alkalmas körülményeket a során keletkezett hő a vágópenge a szerszám és a okozó annak melegszik a magas hőmérsékletnek. Minél több hőt távolítanak el a pengétől a szerszám mélységébe, annál alacsonyabb a hőmérséklet az érintkező felületeken. Az instrumentális anyagok hővezető képessége a kémiai összetételük és a fűtési hőmérsékletük függvénye.
Például, a jelenléte az acél ilyen ötvözőelemek a volfrám és a vanádium, csökkenti a hővezető tulajdonságait szerszámacélok, ötvöző és titán, kobalt és molibdén, éppen ellenkezőleg, jelentősen növeli.
Az érték a súrlódási együttható az anyag üres szerszámanyagokkal függ a kémiai összetétele és fizikai-mechanikai tulajdonságai érintkező anyagok párban, valamint a érintkezési feszültséget a súrlódó felületek, és a csúszási sebesség.
A súrlódási együttható a súrlódási erő és a súrlódási erő funkcionális függőségével függ össze a szerszám és a munkadarab kölcsönös csúszásának útján, ezért ennek az együtthatónak az értéke befolyásolja a szerszámanyagok kopásállóságát.
A szerszám és a feldolgozott anyag kölcsönhatása állandó (mozgatható) érintkezés esetén folytatódik. Ebben az esetben a két súrlódást létrehozó testrész egymás után elhasználódik.
Az egyes kölcsönhatású testek anyaga:
- az anyag csiszolásának tulajdonsága, amellyel kölcsönhatásba lép;
- kopásállóság, azaz egy anyag képes ellenállni egy másik anyag csiszoló hatásának.
A szerszámlapátok viselése a feldolgozás alatt lévő anyaggal való kölcsönhatás teljes időtartama alatt történik. Ennek eredményeként az eszközvágók elveszítik néhány vágási tulajdonságát, a szerszám munkafelületének alakja megváltozik.
A kopásállóság nem a szerszámanyagok állandó tulajdonsága, hanem a vágási körülményektől függ.
A modern hangszerek megfelelnek a fent tárgyalt követelményeknek. A következő csoportokba sorolhatók:
- szerszámacélok;
- keményötvözetek (cermet);
- ásványi kerámiák és cermetek;
- bór-nitrid szintetikus kompozíciói;
- szintetikus gyémántok.
Az instrumentális acélok szénre, ötvözetre és nagysebességű acélra vannak osztva.
A szénszerszámacél alacsony vágási sebességet igénylő szerszámokat készít.
A szerszámszerszámok fő tulajdonságai nagy keménységűek (HRC 62. 65) és alacsony hőmérsékleti ellenállás.
Az U9 és U10A acélosztályokból fűrészeket készít; az U11 acélosztályokból; U11A; U12-es csapok stb.
Az U10A osztályú acélok hőállósága. У13А 220 ° С, ezért az ezekből az acélokból készült szerszámot ajánlott alkalmazni a 8 vágási sebességnél. 10 m / perc.
Ötvözött szerszámacél szerinti fő ötvöző elemek lehetnek króm (X), króm-szilícium (TC), volfrám (V) üvöltözõ hromovolframomargantse- (HVG) és mások.
Az acél X fokozatból csapok és szerszámok készültek 9XS acélból - fúrók, sweepek, csapok és szerszámok. Acél B1 ajánlott kis fúrók, csapok és fúrók gyártásához.
Az ötvözött szerszámacélok hőállósága 350. 400 ° C, ezért az acélok szerszámának megengedett vágási sebessége 1.2. 1,5-ször nagyobb, mint a szerszámszerszámokból készült szerszámok esetében.
A forgácsoló acélok a vágási tulajdonságoktól függően normál és nagyobb termelékenységre oszthatók. A normál teljesítményű acélok közé tartoznak a P18 fokozatú volfrámacélok; P9; P9F5 és volfrám-molibdén acélok az R6MZ minõségben; P6M5, amelyek legalább 58 HRC keménységet 620 ° C-os hőmérsékleten tartanak. A megnövekedett termelékenységű acélok esetében a Р18Ф2 jelölésekkel foglalkozó acél aggodalomra ad okot; R14F4; R6M5K5; R9M4K8; R9K5; R9K10; R10K5F5; P18K5F2, amelyek a HRC 64 keménységét 630 ° C hőmérsékleten tartják. 640 ° C
Teljesítmény normálissá vált - 65 HRC keménység, hőmérséklet ellenállás 620 ° C-on, a hajlítószilárdság a 3. 4 GPa (300-400 kgf / mm2) - vannak kialakítva feldolgozására szén és ötvözött acélok szakítószilárdsága a hajlítási legfeljebb 1 GPa (100 kgf / mm 2), szürkeöntvény és színesfémek. Nagy sebességű acélok jobb teljesítményt adalékolt kobalt- vagy vanádium (keménység HRC 70. 78., 630. A hőállósága 650 ° C, a hajlítószilárdság 2,5. 2.8 GPa, vagy 250. 280 kgf / mm2), kezelésére szánt kemény acélok és ötvözetek, és hajlítószilárdsága meghaladja az 1 GPa-t (100 kgf / mm2) - a titánötvözetek feldolgozásához.
Minden eszköz szerszámacélból hőkezelésnek van alávetve. A nagysebességű acélszerszámok nagyobb vágási sebességgel működhetnek, mint a szén- és ötvözetlen szerszámacélból készült szerszámok.
A szilárd ötvözetek cermetre és ásványi kerámiára oszthatók. Az ilyen ötvözetekből készült lemezek alakja a mechanikai tulajdonságoktól függ. A kemény ötvözetlemezekkel ellátott szerszámok nagyobb vágási sebességgel dolgoznak a nagysebességű acélszerszámokkal szemben.
A TTK csoport volfrám-titanát-tantál ötvözetei titán, volfrám, tantál és kobalt karbidjai. A gyártása vágószerszámok használt ötvözetek és fokozat TT7K12 TT10K8B tartalmazó 7 és 10% titán-karbid és a tantál, 8 és 12 tömeg% kobalt-karbid (nyugalmi - volfrám-karbid). Ezeknek az ötvözeteknek a szerszámát különösen nehéz feldolgozási körülmények között használják, ha más szerszámanyagok használata nem hatékony.
A keményötvözetek magas hőmérsékleten ellenállnak. Volfrám-karbidok megtartják keménység HRC 83. 90 és volframotitanovye - HRC 87. 92 hőmérsékleten 800 950 ° C-on, ami lehetővé teszi a szerszám a munka ötvözetek magas vágási sebesség (akár 500 m / perc, a feldolgozása Acélok és akár 2700 m / min alumínium feldolgozásakor).
Megmunkálására korrózióálló, hőálló és egyéb kemény acélok és ötvözetek eszközei finomszemcsés ötvözetek OM Csoport: ötvözött VK6-OM - befejező és ötvözetek VK10-OM és VK15-OM - közepes és durva megmunkáláshoz. Még hatékonyabb kezelésére kezelhetetlen anyagokból a szerszámok keményfém fokozat BK10-XOM és VK15-HOM, amelyek helyébe a tantál, karbid, króm-karbid. A króm-karbidötvözetek ötvözése növeli keménységét és szilárdságát magas hőmérsékleten.
Az erő növelése érdekében a keményötvözet lemezeket bevonjuk, azaz védőfóliával borított. A karbidlemezek felületén vékony réteggel (5,10 μm vastagságban) alkalmazott titán-karbidok, nitridek és karbonidek kopásálló bevonatait széles körben használják. Ezen lemezek felületén finom szemcsés titán-karbidréteg képződik, nagy keménységű, kopásállósággal és kémiai ellenállással magas hőmérsékleten. A keményfém bevonatú lemezek kopásállósága háromszor nagyobb, mint a bevonat nélküli lemezek kopásállósága, ami lehetővé teszi a vágási sebesség 25-30% -os növekedését.
Bizonyos körülmények között instrumentum anyagként alumínium-oxidból nyert ásványgyapot anyagokat használnak volfrám, titán, tantál és kobalt adalékanyagokkal.
A vágószerszámok használt ásványi kerámia jelöljük CM-332, amely egy magas hőmérséklet ellenállás (keménység HRC 89. 95 1200 ° C-on), és a kopásállóság, amely lehetővé teszi a feldolgozó acél, öntöttvas és vas ötvözetek magas vágási sebesség (például, esztergálás öntöttvas a Befejezés vágási sebessége 3700 mm / perc, ami kétszerese a vágási sebességnek, ha kemény ötvözetszerszámmal dolgozik). A ĆM-332 mineralokeramiki márka hátránya a fokozott törékenység.
Forgácsoló szerszámok gyártásához a B3 osztályú vágókerámiákat (cermet) is használják; FOC-60; FOC-63, amely egy karbid vegyületet oxid (timföld 40% adalék 30. karbidok volfrám és molibdén). A bevezetése ásványi kerámia fém-karbidok (vagy néha tiszta fémek - molibdén, króm) javítja a fizikai és mechanikai kölcsönhatások tulajdonságok (különösen, csökkenti a törékenység), és fokozza a feldolgozás hatékonyságának növelésével a vágási sebesség. Közepes befejezni feldolgozó eszköz, a cermet részeinek szürke öntöttvas, kemény-acélból, és néhány vasalapú ötvözetek által termelt vágási sebesség 435. 1000 m / min nélkül hűtőfolyadék (hűtőfolyadék) a vágási zónában. A kerámiák vágása magas hőállósággal rendelkezik (keménység HRC 90, 95, 950, 1100 ° C).
Megmunkálására edzett acélok (HRC 40. 67), gömbgrafitos öntöttvas (HB 200 600) Carbide típusú VK25 és VK15 és üvegszálas használt eszköz, a vágás része készül szuperkemény anyagok (CTM) alapján bór-nitrid és gyémánt. A részek kezelésénél edzett acélok és képlékeny vasaló alkalmazni eszköz készült polikristályos nagy (átmérője 3 és 6 mm, hossza 4. 5 mm) alapján köbös bór-nitrid (CBN P). A P elbor keménysége megközelíti a gyémánt keménységét, és a hőállósága kétszer magasabb, mint a gyémánt hőállósága. Az Elbor P kémiailag inert a vasalapú anyagokhoz. Szakítószilárdság Nyomószilárdság polikristályok 4. 5 GPa (400-500 kgf / mm2) Hajlítószilárdság - 0,7 GPa (70 kgf / mm 2) Hőállóság 1350. és 1450 ° C-on
A vágásnál használt másik STM-nél meg kell említeni a szintetikus gyémánt balas (márka ASB) és a carbonado (márkanév ASPC). A Carbonado kémiailag aktívabb a széntartalmú anyagokra, így a nemvasfémek, a nagy szilícium-dioxid ötvözetek, a kemény VK10 ötvözetek alkatrészeinek forgatására használják. VK30, nemfémes anyagok. A szerszámszerszámok tartóssága 20,50-szer magasabb, mint a keményfém csúcsa.