Аспап материалдарына қойылатын негізгі талаптар қаттылық, тозуға төзімділік, қызу және т.б. Осы критерийлерге сәйкестік кесуге мүмкіндік береді. Өңделетін өнімнің беткі қабаттарына ену үшін жұмыс бөлігін кесуге арналған қалақтар күшті қорытпалардан жасалған болуы керек. Қаттылық табиғи немесе сатып алынған болуы мүмкін.
Мысалы, зауытта жасалған аспаптық болаттарды кесу оңай. Механикалық және термиялық өңдеуден, сондай-ақ ұнтақтау мен қайраудан кейін олардың беріктігі мен қаттылығының деңгейі артады.
Қаттылық қалай анықталады?
Сипаттамасы әртүрлі жолмен анықталуы мүмкін. Аспаптық болаттар Роквелл қаттылығына ие, қаттылықтың сандық белгісі бар, сонымен қатар A, B немесе C шкаласы бар HR әрпі бар (мысалы, HRC). Құрал материалын таңдау өңделетін металл түріне байланысты.
Ең тұрақты өнімділік және тозуы аз пышақтартермиялық өңдеуден өткен, 63 немесе 64 HRC арқылы қол жеткізуге болады. Төменірек мәнде құрал материалдарының қасиеттері соншалықты жоғары емес, ал жоғары қаттылықта олар сынғыштықтан ыдырай бастайды.
Қаттылығы HRC 30-35 металдар HRC 63-64 термиялық өңдеуден өткен темір құралдармен тамаша өңделеді. Осылайша, қаттылық көрсеткіштерінің қатынасы 1:2.
HRC 45-55 металдарды өңдеу үшін қатты қорытпаларға негізделген құралдарды пайдалану керек. Олардың индексі HRA 87-93. Синтетикалық негіздегі материалдарды шыңдалған болаттарда қолдануға болады.
Құрал материалдарының беріктігі
Кесу процесі кезінде жұмыс бөлігіне 10 кН немесе одан да көп күш түседі. Ол жоғары кернеуді тудырады, бұл құралдың бұзылуына әкелуі мүмкін. Бұған жол бермеу үшін кесетін материалдардың қауіпсіздік коэффициенті жоғары болуы керек.
Беріктік сипаттамаларының ең жақсы комбинациясы аспаптық болаттарға ие. Олардан жасалған жұмыс бөлігі ауыр жүктемелерге тамаша төтеп береді және қысу, бұралу, иілу және созылу кезінде жұмыс істей алады.
Қызу температурасының аспап қалақтарына әсері
Металдарды кесу кезінде жылу бөлінсе, олардың қалақтары, көбірек дәрежеде - беттер қызады. Температура критикалық белгіден төмен болған кезде (әр материал үшін оның өзіндік бар)құрылымы мен қаттылығы өзгермейді. Егер қыздыру температурасы рұқсат етілген нормадан жоғары болса, қаттылық деңгейі төмендейді. Критикалық температура қызыл қаттылық деп аталады.
«Қызыл қаттылық» термині нені білдіреді?
Қызыл қаттылық – металдың 600 °C температураға дейін қызған кезде қою қызыл түске боялатын қасиеті. Бұл термин металдың қаттылығын және тозуға төзімділігін сақтайтынын білдіреді. Оның негізінде бұл жоғары температураға төтеп беру қабілеті. Әртүрлі материалдар үшін 220-дан 1800 ° C-қа дейін шектеу бар.
Кесу құралының өнімділігін қалай арттыруға болады?
Кесу құралының құрал материалдары температураға төзімділікті жоғарылату және кесу кезінде жүзде пайда болатын жылуды кетіруді жақсарту кезінде жоғары функционалдылықпен сипатталады. Жылу температураны көтереді.
Пышақтан құрылғының тереңдігіне неғұрлым көп жылу шығарылса, оның жанасу бетіндегі температура соғұрлым төмен болады. Жылу өткізгіштік деңгейі құрамға және қыздыруға байланысты.
Мысалы, болаттағы вольфрам және ванадий сияқты элементтердің болуы оның жылу өткізгіштігінің төмендеуіне, ал титан, кобальт және молибденнің қоспасы оның жоғарылауына әкеледі.
Сырғанақ үйкеліс коэффициенті немен анықталады?
Жылжымалы үйкеліс коэффициенті материалдардың жанасатын жұптарының құрамы мен физикалық қасиеттеріне, сондай-ақ беттердегі кернеу мәніне,үйкеліс пен сырғанауға ұшырайды. Коэффицент материалдың тозуға төзімділігіне әсер етеді.
Құралдың өңделген материалмен әрекеттесуі тұрақты қозғалатын контактімен жүреді.
Бұл жағдайда аспаптық материалдар қалай әрекет етеді? Олардың түрлері бірдей тозады.
Оларға тән:
- жанасқан металды өшіру мүмкіндігі;
- тозуға, яғни басқа материалдың тозуына қарсы тұру қабілеті.
Пышақтың тозуы үнемі орын алады. Осының салдарынан құрылғылар өз қасиеттерін жоғалтады және олардың жұмыс бетінің пішіні де өзгереді.
Тозуға төзімділік кесу жағдайларына байланысты өзгеруі мүмкін.
Аспаптық болаттар қандай топтарға бөлінеді?
Негізгі аспаптық материалдарды келесі санаттарға бөлуге болады:
- кермет (қатты қорытпалар);
- кермет немесе минералды керамика;
- синтетикалық материал негізіндегі бор нитриді;
- синтетикалық алмастар;
- Көміртекті аспаптық болаттар.
Аспап үтігі көміртекті, қорытпа және жоғары жылдамдықты болуы мүмкін.
Көміртекті аспаптық болаттар
Аспап жасау үшін көміртекті материалдар қолданыла бастады. Олардың кесу жылдамдығы баяу.
Аспаптық болаттар қалай таңбаланады? Материалдар әріппен белгіленеді (мысалы, «U» көміртекті білдіреді), сондай-ақ санмен (көміртегі құрамының оннан бір бөлігінің көрсеткіштері). Таңбалаудың соңында «А» әрпінің болуы болаттың жоғары сапасын көрсетеді (күкірт пен фосфор сияқты заттардың мөлшері 0,03%-дан аспайды).
Көміртекті материалдың қаттылығы 62-65 HRC және төмен температураға төзімді.
Аспап материалдарының U9 және U10A сорттары араларды өндіруде пайдаланылады, ал U11, U11A және U12 сериялары қолмен шүмектерге және басқа құралдарға арналған.
U10A, U13A сериялы болаттардың температураға төзімділік деңгейі 220 °C, сондықтан мұндай материалдардан жасалған құралдарды 8-10 м/мин кесу жылдамдығымен қолданған жөн.
Легирленген темір
Легирленген құрал материалы хром, хром-кремний, вольфрам және хром-вольфрам болуы мүмкін, марганец қоспасы бар. Мұндай сериялар сандармен көрсетіледі және оларда әріптік белгілер де бар. Бірінші сол жақтағы сурет, егер элементтің мөлшері 1% -дан аз болса, көміртегі мөлшерінің ондық коэффициентін көрсетеді. Оң жақтағы сандар легірлеудің орташа мазмұнын пайызбен көрсетеді.
Құрал материалының X дәрежесі крандар мен қалыптарды жасауға жарамды. B1 болаты шағын бұрғыларды, шүмектерді және рейктерді жасауға жарамды.
Легірленген заттардың температураға төзімділік деңгейі 350-400 °C, сондықтан кесу жылдамдығы келесіге қарағанда бір жарым есе жылдам.көміртекті қорытпа.
Жоғары легирленген болаттар не үшін қолданылады?
Бұрғыларды, раковиналарды және шүмектерді өндіруде жылдам кесетін құралдың әртүрлі материалдары қолданылады. Олар сандармен қатар әріптермен белгіленеді. Материалдардың маңызды құрамдас бөліктері вольфрам, молибден, хром және ванадий болып табылады.
HSS екі санатқа бөлінеді: қалыпты және жоғары өнімділік.
Қалыпты өнімділігі бар болаттар
Өнімділік деңгейі қалыпты темір санатына R18, R9, R9F5 маркалары және R6MZ, R6M5 сериялы молибден қоспасы бар вольфрам қорытпалары кіреді, олар 620 ° C температурада кемінде HRC 58 қаттылығын сақтайды.. Көміртекті және төмен легирленген болаттар, сұр шойын және түсті қорытпалар үшін қолайлы.
Өнімділігі жоғары болаттар
Бұл санатқа R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2 бағалары кіреді. Олар HRC 64-ті 630-дан 640 °C-қа дейінгі температурада сақтай алады. Бұл санатқа аса қатты құрал материалдары кіреді. Ол өңдеу қиын темір мен қорытпаларға, сондай-ақ титанға арналған.
Қатты металдар
Мұндай материалдар:
- кермет;
- минералды керамика.
Тақталардың пішіні механика қасиеттеріне байланысты. Бұл құралдар жоғары жылдамдықтағы материалмен салыстырғанда жоғары кесу жылдамдығымен жұмыс істейді.
Металл керамика
Кермет карбидтері:
- волфрам;
- волфрам титан;
- титан мен тантал қосылған вольфрам.
VK сериясына вольфрам мен титан кіреді. Осы компоненттерге негізделген құралдар тозуға төзімділікті арттырды, бірақ олардың соққыға төзімділік деңгейі төмен. Осы негіздегі құрылғылар шойын өңдеу үшін пайдаланылады.
Вольфрам-титан-кобальт қорытпасы темірдің барлық түрлеріне жарамды.
Вольфрам, титан, тантал және кобальт синтезі басқа материалдар тиімсіз болған ерекше жағдайларда қолданылады.
Карбид маркалары температураға төзімділіктің жоғары деңгейімен сипатталады. Вольфрамнан жасалған материалдар HRC 83-90, ал вольфрам титанмен - HRC 87-92 800-ден 950 ° C-қа дейінгі температурада өз қасиеттерін сақтай алады, бұл жоғары кесу жылдамдығында (500 м/мин) жұмыс істеуге мүмкіндік береді. алюминийді өңдеу кезінде 2700 м/мин дейін).
Тотқа және жоғары температураға төзімді бөлшектерді өңдеу үшін OM ұсақ түйірлі қорытпалар сериясының құралдары пайдаланылады. VK6-OM сорты әрлеуге, ал VK10-OM және VK15-OM жартылай өңдеуге және өрескел өңдеуге жарамды.
"Қиын" бөлшектермен жұмыс істегенде тиімдірек BK10-XOM және BK15-XOM серияларының аса қатты құрал материалдары. Олар тантал карбиді хром карбидімен ауыстырады, бұл оларды тіпті жоғары температураға төзімді етеді.
Қатты пластинаның беріктік деңгейін арттыру үшін олар оны қорғаныс пленкасымен жабуға жүгінеді. Титан карбиді, нитриді және карбонит қолданылады, олар өте жұқа қабатта қолданылады. Қалыңдығы 5-тен 10 микронға дейін. Нәтижесінде ұсақ түйіршікті титан карбидінің қабаты пайда болады. Бұл ендірмелердің кесу жылдамдығын 30%-ға арттыра отырып, қапталмаған кірістіруге қарағанда құралдың қызмет ету мерзімі үш есе көп.
Кейбір жағдайларда вольфрам, титан, тантал және кобальт қосылған алюминий оксидінен алынатын кермет материалдары қолданылады.
Минералды керамика
Минералды керамика TsM-332 кескіш құралдар үшін қолданылады. Ол жоғары температураға төзімділікке ие. HRC қаттылық индексі 1200 °C температурада 89-дан 95-ке дейін. Сондай-ақ материал болат, шойын және түсті қорытпаларды жоғары кесу жылдамдығымен өңдеуге мүмкіндік беретін тозуға төзімділігімен сипатталады.
Кескіш құралдарды жасау үшін В сериялы кермет қолданылады. Ол оксид пен карбид негізінде жасалған. Минералды керамика құрамына металл карбидін, сондай-ақ молибден мен хромды енгізу керметтің физикалық-механикалық қасиеттерін оңтайландыруға көмектеседі және оның морт сынғыштығын жояды. Кесу жылдамдығы артады. Жартылай өңдеу және кермет негізіндегі құралмен өңдеу сұр иілгіш шойынға, өңдеуге қиын болатқа және бірқатар түсті металдарға жарамды. Процесс 435-1000 м/мин жылдамдықпен жүргізіледі. Кесетін керамика температураға төзімді. Оның қаттылығы HRC болып табылады950-1100 °С кезінде 90-95.
Шыңдалған шойын, төзімді шойын, сондай-ақ шыны талшықты өңдеу үшін кесетін бөлігі бор нитриді және алмастары бар қатты заттардан жасалған құрал қолданылады. Эльбордың қаттылық көрсеткіші (бор нитриді) алмаздың қаттылығымен бірдей. Оның температураға төзімділігі соңғысынан екі есе жоғары. Эльбор темір материалдарына инерттілігімен ерекшеленеді. Сығылу кезінде оның поликристалдарының беріктік шегі 4-5 ГПа (400-500 кгс/мм2), ал иілу кезінде – 0,7 ГПа (70 кгс/мм 2)). Температураға төзімділік 1350-1450 °C дейін.
Сонымен қатар ASB сериясының синтетикалық гауһар тастары мен ASPK сериясының карбонадасы назар аудартады. Соңғысының құрамында көміртегі бар материалдарға қатысты химиялық белсенділігі жоғары. Сондықтан ол түсті металдардан жасалған бөлшектерді, құрамында кремнийі жоғары қорытпаларды, қатты VK10, VK30 материалдарын, сондай-ақ металл емес беттерді қайрау кезінде қолданылады.
Карбонадты кескіштердің құралдың қызмет ету мерзімі қатты қорытпаларға қарағанда 20-50 есе көп.
Өнеркәсіпте қандай қорытпалар қолданылады?
Аспаптық материалдар бүкіл әлемде шығарылады. Ресейде, АҚШ-та және Еуропада қолданылатын түрлердің көпшілігінде вольфрам жоқ. Олар KNT016 және TN020 серияларына жатады. Бұл модельдер T15K6, T14K8 және VK8 брендтерінің орнына айналды. Олар конструкцияларға, тот баспайтын болаттан және аспаптық материалдарға арналған болаттарды өңдеу үшін қолданылады.
Вольфрам тапшылығына байланысты құрал материалдарына қойылатын жаңа талаптар жәнекобальт. Дәл осы факторға байланысты құрамында вольфрам жоқ жаңа қатты қорытпаларды алудың балама әдістері АҚШ-та, Еуропа елдерінде және Ресейде үнемі дамып келеді.
Мысалы, Американың Adamas Carbide Co компаниясы шығарған Titan 50, 60, 80, 100 сериялы құрал материалдарында карбид, титан және молибден бар. Санның ұлғаюы материалдың беріктік дәрежесін көрсетеді. Бұл шығарылымның құрал материалдарының сипаттамасы беріктіктің жоғары деңгейін білдіреді. Мысалы, Titan100 сериясының күші 1000 МПа. Ол керамикаға бәсекелес.
