Základní instrumentální materiály: typy, značky, vlastnosti, vlastnosti, materiály výroby

Hlavní požadavky na nástroje jsou přítomnost tvrdosti, odolnosti proti opotřebení, tepla atd. Dodržování těchto kritérií umožňuje řezání. K provádění zavádění zpracovávaného produktu do povrchových vrstev musí být nože pro řezání pracovní části vyrobeny z pevných slitin. Tvrdost může být přirozená nebo získaná.

Například nástrojová ocel pro tovární výrobu je snadno řezaná. Po zpracování mechanickou a tepelnou metodou, stejně jako broušení a honování se zvyšuje jejich pevnost a tvrdost.

Jak je určena tvrdost?

Vlastnosti lze určit různými způsoby. Nástrojové oceli mají tvrdost Rockwell, tvrdost má číselné označení a také písmeno HR se stupnicí A, B nebo C (například HRC). Volba materiálu nástroje závisí na typu zpracovávaného kovu.

Nejvíce stabilní úroveň provozu a nízké opotřebení nože, který prošel tepelnou úpravou, může být dosaženo pro exponent HRC 63 nebo 64. Při nižší vlastností index materiálu nástroje není tak vysoká, a vysoká tvrdost, začínají rozpadat v důsledku křehkosti.

Kovy s tvrdostí HRC 30-35 jsou dokonale ošetřeny železnými nástroji, které byly tepelně ošetřeny HRC 63-64. Poměr tvrdosti je tedy 1: 2.

Pro zpracování kovů s HRC 45-55 je nutné použít zařízení založená na tvrdých slitinách. Jejich ukazatel je HRA 87-93. Materiály na bázi syntetických materiálů mohou být použity při zpracování ocelí vystavených vytvrzení.

Pevnost nástrojových materiálů

V procesu řezání je pracovní část ovlivněna silou 10 kN a vyšším. Vyvolává vysoké napětí, které může vést ke zničení nástroje. Aby se tomu zabránilo, materiály pro řezání musí mít vysoký koeficient pevnosti.

Nejlepší kombinací pevných charakteristik jsou nástrojové oceli. Pracovní část, vyrobená z nich, dokonale odolává těžkému zatížení a může fungovat pro stlačení, zkroucení, ohýbání a protažení.

Vliv kritické teploty ohřevu na lopatky nástroje

Když se při řezání kovů uvolní teplo, jsou jejich čepele vystaveny ohřevu, častěji na povrchu. Když je teplota pod kritickou značkou (u každého materiálu má vlastní), struktura a tvrdost se nemění. Pokud je teplota topení vyšší než povolená rychlost, klesne úroveň tvrdosti. Kritická teplota nazývá se redstability.

Co znamená termín "červený odpor"?

Červený odpor znamená vlastnost kovu při zahřátí na teplotu 600 ° C žluto tmavě červené. Termín znamená zachování tvrdosti kovu a odolnosti proti opotřebení. Jádrem je schopnost odolat účinkům tepla. U různých materiálů je limit od 220 do 1800 ° C.

K čemu lze zvýšit účinnost řezného nástroje?

Materiály pro nástroje řezné nástroje jsou charakterizovány zvýšenou funkčností se zvyšující se teplotní stabilitou a zlepšením rozptylu tepla uvolněného na čepeli při řezání. Teplo pomáhá zvýšit teplotu.

Čím více tepla je odříznuto od nože do zařízení, tím nižší je teplota na jeho kontaktní ploše. Úroveň tepelné vodivosti závisí na složení a vytápění.

Například v ocelových takové prvky, jako wolframu a vanadu způsobuje snížení její tepelné vodivosti a nečistoty, titanu, kobaltu, molybdenu a způsobuje, že se zvednout.

Co určuje koeficient kluzného tření?

Indikátor koeficient tření klouzání je závislé na složení a fyzikálních vlastnostech páru kontaktních materiálů a také na hodnotě namáhání na povrchu vystaveném tření a posuvu. Koeficient ovlivňuje odolnost materiálu proti opotřebení.

Interakce nástroje s materiálem, který byl podroben zpracování, probíhá s konstantním pohybem.

Jak se v tomto případě chovají nástroje? Jejich druhy jsou stejně opotřebované.

Jsou charakterizovány:

• schopnost umýt kov, s nimiž se dotýká;
• schopnost vykazovat odolnost proti opotřebení, tj. odolávat vymazání jiného materiálu.

Opotřebení listů se neustále vyskytuje. Výsledkem je, že zařízení ztratí své vlastnosti a také se změní tvar jejich pracovní plochy.

Index odolnosti proti opotřebení se může lišit v závislosti na podmínkách, za kterých probíhá řezání.

Které skupiny jsou rozděleny do nástrojových ocelí?

Hlavní instrumentální materiály lze rozdělit do následujících kategorií:

• cermet (tvrdé slitiny);
• cermetů nebo minerální keramiky;
• nitrid bóru na bázi syntetického materiálu;
• diamanty na syntetické bázi;
• nástrojové oceli na bázi uhlíku.

Instrumentální železo může být uhlík, slitina a vysoká rychlost.

Nástrojové oceli na bázi uhlíku

Pro výrobu nástrojů se začaly používat uhlíkaté látky. Jejich řezné rychlosti není velký.

Jak se označí nástrojová ocel? Materiály jsou označeny písmenem (například "Y" znamená uhlíkaté) a také číslem (ukazatele desetin procentního podílu obsahu uhlíku). Přítomnost písmena "A" na konci označení znamená vysokou kvalitu oceli (obsah takových látek, jako je síra a fosfor nepřesahuje 0,03%).

Uhlíkový materiál charakterizuje tvrdost HRC 62-65 a nízkou odolnost vůči teplotám.

Stupnice nástrojových materiálů U9 a U10A se používají při výrobě pil. Série U11, U11A a U12 jsou určena pro ruční kohoutky a další nástroje.

Úroveň tepelná odolnost oceli řady U10A, U13A je 220 ° C, takže se nástroj z takových materiálů se doporučuje používat při řezných rychlostech 8-10 m / min.

Železa

Legovaný nástrojový materiál může být chromový, chromosilový, wolframový a chromatolftenový, s příměsí manganu. Takové série jsou označeny čísly a mají také písmenné značky. První levá číslice označuje koeficient obsahu uhlíku v desetinách zlomku, pokud je obsah prvku menší než 1%. Pravá čísla symbolizují průměrný ukazatel dopingové složky v procentech.

Třída nástroje X je vhodná pro výrobu kohoutků a matric. Ocel B1 je vhodná pro výrobu malých vrtáků, kohoutků a výstružníků.

Úroveň odolnosti vůči teplotám pro dopované látky je 350-400 ° C, takže rychlost řezání je jeden a půlkrát vyšší než u slitiny uhlíku.

Proč používat vysokolegovanou ocel?

Různé rychlé řezné nástroje se používají při výrobě vrtáků, zahloubení a kohoutků. Jsou označeny písmeny a čísly. Důležitými složkami materiálů jsou wolfram, molybden, chrom a vanad.

Vysokorychlostní ocel jsou rozděleny do dvou kategorií: normální a se zvýšenou úrovní produktivity.

Ocel s normální kapacitou

Kategorie železa s normální úrovní výkonu může být přičítána stupně P18, P9, R9F5 a wolframové slitiny s molybdenem R6MZ série R6M5, které si zachovávají tvrdost ne nižší než 58 HRC při 620 ° C Materiál vhodný pro obrabatyvaniya ocelí s uhlíkem a kategorie nízkolegovaných, šedé litiny a neželezných slitin.

Ocel se zvýšenou kapacitou

Tato kategorie může zahrnovat značku R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Jsou schopny udržet index HRC 64 při teplotě 630 až 640 ° C Do této kategorie patří superhrdlé instrumentální materiály. Je navržen tak, aby železo a jeho slitiny, které jsou zpracovány s obtížemi, jakož i pro titan.

Pevné slitiny

Takovými materiály mohou být:

• kov-keramika;
• minerální keramika.

Tvar desek závisí na vlastnostech mechaniky. Tyto nástroje fungují při vysoké řezné rychlosti ve srovnání s vysokorychlostním materiálem.

Kovová keramika

Pevné slitiny cermetů jsou:

• wolfram;
• wolfram s obsahem titanu;
• wolfram s přidáním titanu a tantalu.

Řada VC zahrnuje wolfram a titan. Nástroje založené na těchto součástech mají zvýšenou odolnost proti opotřebení, ale úroveň odolnosti proti nárazu je nízká. Zařízení na tomto základě se používají pro zpracování litiny.

Slitina wolframu, titanu a kobaltu platí pro všechny druhy železa.

Syntéza wolframu, titanu, tantalu a kobaltu se používá ve zvláštních případech, kdy ostatní materiály jsou neúčinné.

Pevná slitina se vyznačuje vysokou odolností vůči teplotě. Materiály wolframu může udržet indikace vlastnost s HRC 83-90, a wolframu s titanem - HRC 87-92 při teplotě v rozmezí od 800 do 950 ° C, což umožňuje provoz při vysokých řezných rychlostech (500 m / min do 2700 m / min při zpracování hliníku).

Pro zpracování dílů, které jsou odolné proti korozi a vysoké teplotě, se používají nástroje ze série jemně zrnitých slitin OM. VK6-OM je vhodný pro povrchovou úpravu, a VK10-OM a VK15-OM jsou pro polotovary a drsné.

Efektivnější při práci s "obtížnými" díly jsou vysoce tvrdé nářadí série BK10-XOM a VK15-HOM. V nich je karbid tantalu nahrazen karbidem chromu, což je činí odolnější i při vysokých teplotách.

Pro zvýšení úrovně pevnosti desky z pevné látky se uchýlíte k jejímu povlaku ochrannou fólií. Používají se karbid, nitrid a titan karbonit, který se aplikuje ve velmi tenké vrstvě. Tloušťka je od 5 do 10 μm. V důsledku toho se vytvoří vrstva jemnozrnného karbidu titanu. Úroveň trvanlivosti těchto desek je třikrát vyšší než u desek bez speciálního nátěru, což zvyšuje rychlost řezání o 30%.

V některých případech se materiály používají z cermetů, které jsou získány z oxidu hliníku s přídavkem wolframu, titanu, tantalu a kobaltu.

Minerální keramika

Pro řezné nástroje používejte minerální keramiku ЦМ-332. Je obdařena odolností proti vysokým teplotám. Index tvrdosti HRC je mezi 89 a 95 při 1200 ° C. Také materiál je charakterizován odolností proti opotřebení, která umožňuje zpracování oceli, litiny a neželezných slitin při vysokých řezných rychlostech.

Pro výrobu řezných nástrojů použijte také cermet z řady B. Její základ tvoří oxid a karbid. Zavedení karbidu kovu z minerálních karbidů, stejně jako molybdenu a chrómu pomáhá optimalizovat fyzikální a mechanické vlastnosti cermetu a eliminuje jeho křehkost. Zvyšuje rychlost řezání. Semifinále a konečná úprava s cermetovým zařízením se používá pro šedé kujné litiny, obtížně zpracovává oceli a řadu neželezných kovů. Proces se provádí rychlostí 435-1000 m / min. Keramika pro řezání je odolná vůči teplotě. Jeho tvrdost na stupnici je HRC 90-95 při 950-1100 ° C.

Pro zpracování železa, které bylo uhaseno, trvanlivé litiny, stejně jako sklolaminát, je použit nástroj, jehož řezná část je vyrobena z pevných látek obsahujících nitrid boru a diamanty. Index tvrdosti elboru (nitrid boru) je přibližně stejný jako index diamantu. Její odolnost vůči teplotě je dvakrát vyšší než odpor. Elbor se vyznačuje inertností vůči železným materiálům. Mezní hodnota pevnosti polykrystalů při stlačení je 4-5 GPa (400-500 kgf / mm²) a při ohybu - 0,7 GPa (70 kgf / mm²). Odolnost vůči teplotě je až do hranice 1350-1450 ° C.

Je třeba také poznamenat, že diamant na syntetickém základním balase řady ASB a sérii carbonado ASPC. Chemická aktivita těchto látek na materiály obsahující uhlík je vyšší. To je důvod, proč se používá pro ostření detailů z neželezných kovů, slitin s vysokým obsahem křemíku, tvrdých materiálů VK10, VK30 a také nekovových povrchů.

Ukazatel trvanlivosti řezačů uhličitanu je 20-50krát vyšší než u tvrdých slitin.

Jaké slitiny se v průmyslu rozšířily?

Nástrojové materiály se vyrábějí po celém světě. Typy používané v Rusku, Spojených státech a Evropě z větší části neobsahují wolfram. Patří do série CST016 a TN020. Tyto modely se staly náhradou za značky T15K6, T14K8 a VK8. Používají se pro zpracování ocelí pro konstrukce, nerezové oceli a nástrojové materiály.

Nové požadavky na nástroje jsou způsobeny nedostatkem wolframu a kobaltu. Tento faktor je spojen se skutečností, že v USA, Evropě a Rusku se neustále vyvíjejí alternativní metody získávání nových tvrdých slitin, které neobsahují wolfram.

Například nástroje vyrobené americkou firmou Adamas Carbide Co série Titan 50, 60, 80, 100 obsahují karbid, titan a molybden. Zvýšení počtu udává stupeň pevnosti materiálu. Vlastnosti nástrojových materiálů tohoto uvolnění vyžadují vysokou pevnost. Například řada Titan100 má pevnost 1000 MPa. Je konkurentem keramiky.