Instrumentālie pamatmateriāli: veidi, zīmoli, īpašības, īpašības, ražošanas materiāli

Instrumentu materiālu pamatprasības ir cietība, izturība pret nodilumu, siltums utt. Atbilstība šiem kritērijiem ļauj griezt. Lai veiktu apstrādājamā priekšmeta virsmas slāņu ievadīšanu, darba detaļu griešanas asmeņi jāizgatavo no stipriem sakausējumiem. Cietība var būt dabiska vai iegūta.

Piemēram, rūpnīcas ražošanas instrumentu tērauds ir viegli griezts. Pēc apstrādes ar mehānisku un termisku metodi, kā arī slīpēšanas un griešanas, palielinās to stiprības un cietības līmenis.

Kā nosaka cietību?

Raksturojumus var noteikt daudzos veidos. Instrumenta tēraudiem ir Rockwell cietība, cietībai ir ciparu apzīmējums, kā arī burts HR ar skalu A, B vai C (piemēram, HRC). Instrumenta materiāla izvēle ir atkarīga no apstrādājamā metāla veida.

Visstingrākais darbības līmenis un zema nodiluma asmeņi, kas ir termiski apstrādāti, var tikt sasniegti, ja HRC rādītājs ir 63 vai 64. Pie zemākas vērtības instrumentu materiālu īpašības nav tik augstas, un ar augstu cietības pakāpi tie sabojājas trausluma dēļ.

Metāli ar cietību HRC 30-35 tiek pilnīgi apstrādāti ar dzelzs instrumentiem, kuri ir termiski apstrādāti ar HRC 63-64. Tādējādi cietības attiecība ir 1: 2.

Lai apstrādātu metālus ar HRC 45-55, ir nepieciešams izmantot ierīces, kas balstītas uz cietajiem sakausējumiem. To rādītājs ir HRA 87-93. Materiālus, kuru pamatā ir sintētika, var izmantot cieto tēraudu apstrādei.

Instrumentu materiālu stiprums

Griešanas procesā darba daļu ietekmē spēks 10 kN un lielāks. Tas izraisa augstu spriegumu, kas var izraisīt instrumenta iznīcināšanu. Lai to novērstu, materiāliem, kas paredzēti griešanai, jābūt ar augstu izturības koeficientu.

Vislabākā izturības īpašību kombinācija ir instrumentu tērauds. Darba daļa, kas izgatavota no tiem, lieliski iztur smagu slodzi un var darboties saspiešanai, viršanai, locīšanai un stiepšanai.

Kritiskās sildīšanas temperatūras ietekme uz instrumentu asmeņiem

Ja metālu griešanas laikā tiek atbrīvota siltums, to asmeņi tiek pakļauti apkurei, biežāk uz virsmu. Ja temperatūra ir zem kritiskā līmeņa (katram materiālam tas ir savs), struktūra un cietība nemainās. Ja apkures temperatūra kļūst augstāka par pieļaujamo ātrumu, cietības līmenis samazinās. Kritisko temperatūru sauc par sarkanīgumu.

Ko nozīmē termins "sarkanā pretestība"?

Sarkanība tiek saukta par metāla īpašumu, kad tā sasilda līdz 600 ° C temperatūrai, mirdz tumši sarkanā krāsā. Termins nozīmē metāla cietības un izturības pret nodilumu saglabāšanu. Tā pamatā ir spēja izturēt augsto temperatūru iedarbību. Dažādiem materiāliem ir ierobežojums, no 220 līdz 1800 ° C.

Kāpēc var palielināt griezējinstrumenta efektivitāti?

Griezējinstrumenta instrumentu materiālus raksturo paaugstināta funkcionalitāte, paaugstinot temperatūras stabilitāti un uzlabojot griešanas laikā asi atbrīvoto siltuma izdalījumu. Siltums palīdz paaugstināt temperatūru.

Jo vairāk siltuma tiek novirzīts no asmens uz ierīci, jo zemāka ir tā saskares virsmas temperatūra. Siltumvadītspējas līmenis ir atkarīgs no kompozīcijas un sildīšanas.

Piemēram, elementu, piemēram, volframa un vanādija tērauda saturs, samazina tā siltuma vadītspēju, un titāna, kobalta un molibdēna sajaukums izraisa tā palielināšanos.

Kas nosaka bīdes berzes koeficientu?

Bīdes berzes koeficienta koeficients ir atkarīgs no saskares materiālu sastāva un fizikālajām īpašībām, kā arī no berzes un bīdāmās virsmas. Koeficients ietekmē materiāla nodilumizturību.

Instrumenta mijiedarbība ar apstrādāto materiālu notiek ar nepārtrauktu kustīgu kontaktu.

Kā šajā gadījumā rīkiem rīkoties? Viņu sugas ir vienādi nodilušas.

Tiem raksturo:

• Spēja mazgāt metālu, ar kuru tā saskaras;
• Spēja parādīt izturību pret nodilumu, tas ir, pretoties izturībai pret cita materiāla dzēšanu.

Asmeņu valkāšana pastāvīgi notiek. Tā rezultātā ierīces pazūd īpašības un mainās arī to darba virsmas forma.

Nodilumizturības indekss var mainīties atkarībā no apstākļiem, kādos notiek griešana.

Kuras grupas ir sadalītas instrumentu tēraudos?

Galvenos instrumentālos materiālus var iedalīt šādās kategorijās:

• Metālkeramika (cietās sakausējumi);
• Metālkeramika vai minerālmateriālu keramika;
• Bora nitrīds uz sintētiska materiāla;
• Diamonds no sintētiskā pamata;
• Instrumentu tēraudi uz oglekļa pamata.

Instrumentālais dzelzs var būt ogleklis, sakausējums un ātrgaitas.

Instrumentu tēraudi uz oglekļa pamata

Instrumentu izgatavošanai sāka izmantot oglekļa vielas. Viņu griešanas ātrums ir zems.

Kā marķē instrumenta tēraudus? Materiāli ir norādīti ar burtu (piemēram, "Y" ir oglekļa saturs), kā arī skaitlis (desmitdaļu rādītāji procentos no oglekļa satura). Burta "A" esamība marķējuma beigās norāda uz augstu tērauda kvalitāti (tādu vielu saturs kā sērs un fosfors nepārsniedz 0,03%).

Karbonskābā materiāls raksturo cietību ar HRC 62-65 un zemu temperatūras izturības līmeni.

Instrumentu materiālu kategorijas U9 un U10A tiek izmantotas zāģu ražošanā, un U11, U11A un U12 sērijas ir paredzētas roku krāniem un citiem instrumentiem.

U10A, U13A sērijas tēraudu izturības līmenis ir 220 ° C, tāpēc no šiem materiāliem ieteicams izmantot griešanas ātrumu 8-10 m / min.

Leģētais dzelzs

Leģētais instrumentu materiāls var būt hroms, hromosilikāts, volframs un hromotungstens ar mangāna piedevu. Šādas sērijas ir apzīmētas ar numuriem, un tām ir arī burtu zīmes. Pirmais kreisais cipars norāda oglekļa satura koeficientu desmitdaļās daļās, ja elementa saturs ir mazāks par 1%. Labie skaitļi simbolizē dopinga komponenta vidējo rādītāju procentos.

Instrumenta materiāla X klase ir piemērota krānu un dieglu izgatavošanai. Tērauds B1 ir piemērots nelielu urbjmašīnu, krānu un rievu ražošanai.

Lodēto vielu temperatūras izturība pret temperatūru ir 350-400 ° C, tādēļ griešanas ātrums ir pusotru reizi augstāks nekā oglekļa sakausējumiem.

Kāpēc izmantot augsta leģētā tērauda?

Dažādu ātru griezējinstrumenti tiek izmantoti urbju, uzmavas un uzmavu izgatavošanai. Tie ir marķēti ar burtiem, kā arī ar numuriem. Svarīgākie materiālu komponenti ir volframa, molibdēna, hroma un vanādija.

Ātrās griešanas tēraudi iedala divās kategorijās: normāla un ar augstu produktivitātes līmeni.

Tērauds ar normālu jaudu

Par kategoriju dzelzi ar normālu veiktspēju, šādi zīmoli: Р18, Р9, Р9Ф5 un volframa sakausējumi ar P6МЗ, P6М5 sērijas molibdēna sajaukumu, kas saglabā cietību ne zemāku par HRC 58 pie 620 ° С. Materiāls ir piemērots tādu tēraudu pārstrādei ar oglekļa saturu un zemu leģēto kategoriju, kā arī pelēkā čuguna un krāsaino metālu sakausējumu.

Tērauds ar paaugstinātu jaudu

Šajā kategorijā ietilpst šādi zīmoli: Р18Ф2, Р14Ф4, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2. Tie spēj uzturēt HRC 64 630-640 ° C temperatūrā. Šajā kategorijā ietilpst smagie instrumentālie materiāli. Tas ir paredzēts dzelzs un sakausējumu, kas tiek apstrādāti ar grūtībām, kā arī titāna.

Cietie sakausējumi

Šādi materiāli var būt:

• Metāla keramika;
• Minerāla keramika.

Plākšņu forma ir atkarīga no mehānikas īpašībām. Šādi instrumenti darbojas ar lielu griešanas ātrumu, salīdzinot ar ātrgaitas materiālu.

Metāla keramika

Cietmetālu cietais sakausējums ir:

• Volframs;
• Volframs ar titāna saturu;
• Volframs ar titāna un tantala iekļaušanu.

VC sērija ietver volframu un titānu. Instrumentiem, kuru pamatā ir šie komponenti, ir lielāka nodilumizturība, bet triecienizturības līmenis ir zems. Uz šī pamata ierīces izmanto čuguna apstrādei.

Volframa, titāna un kobalta sakausējums ir piemērots visiem dzelzs veidiem.

Volframa, titāna, tantala un kobalta sintēze tiek izmantota īpašos gadījumos, kad citi materiāli nav efektīvi.

Cietām sakausējumiem raksturīgs augsts temperatūras izturības līmenis. Volframa materiāli var saglabāt savu īpašību ar HRC 83-90 un voltamperi ar titānu - ar HRC 87-92 temperatūrā no 800 līdz 950 ° C, kas ļauj darboties ar lielu griešanas ātrumu (no 500 m / min līdz 2700 m / Min, apstrādājot alumīniju).

Lai apstrādātu daļas, kas ir izturīgas pret rūsēšanu un augstu temperatūru, tiek izmantoti sīkgraudaino OM sakausējumu virknes. Zīmols VK6-OM ir piemērots apdares darbam, un VK10-OM un VK15-OM - pusfabrikātiem un neapstrādātiem.

Vēl efektīvāk strādājot ar "sarežģītām" detaļām ir īpaši grūti instrumenti materiālu sērijai BK10-XOM un VK15-HOM. Tajos tantala karbīds tiek aizstāts ar hroma karbīdu, kas padara to paturīgākus pat tad, ja tie tiek pakļauti augstām temperatūrām.

Lai palielinātu plāksnes izturību no cietas vielas, izmantojiet tā pārklājumu ar aizsargplēvi. Izmanto karbīdu, nitrīdus un titāna karbonātus, kurus uzklāj ļoti plānā kārtā. Biezums ir no 5 līdz 10 μm. Rezultātā veidojas smalki graudains titāna karbīds. Šādu plākšņu izturības līmenis ir trīs reizes augstāks nekā plāksnēm bez īpaša pārklājuma, kas palielina griešanas ātrumu par 30%.

Dažos gadījumos materiālus izmanto no metālkeramentiem, kurus iegūst no alumīnija oksīda, pievienojot volframu, titānu, tantalu un kobaltu.

Minerāla keramika

Griezējinstrumentiem izmantojiet minerāl keramiku ЦМ-332. Viņa ir izturīga pret augsto temperatūru. Cietības indekss HRC ir no 89 līdz 95 pie 1200 ° C. Arī materiālu raksturo noturība, kas ļauj apstrādāt tēraudu, čugunu un krāsaino metālu sakausējumus ar augstu griešanas ātrumu.

Lai izgatavotu griezējinstrumentus, izmantojiet arī B sērijas metālkeramiku. Tās pamatā ir oksīds un karbīds. Minerālkarbīda metāla karbīda, kā arī molibdēna un hroma ievadīšana palīdz optimizēt metālkeramikas fizikālās un mehāniskās īpašības un novērš tā trauslumu. Palielina griešanas ātrumu. Pelēkā tīrīšana un apdare ar kerameta bāzes ierīci tiek izmantota pelēkā čuguna, cietā tērauda un vairāku krāsaino metālu veidā. Šo procesu veic ar ātrumu 435-1000 m / min. Griešanas keramika ir izturīga pret temperatūru. Tās cietība skalā ir HRC 90-95 pie 950-1100 ° C.

Dzelzs apstrādei, iepriekš izturīgam, izturīgam čugunam, kā arī stiklšķiedram tiek izmantots rīks, kura griešanas daļa ir izgatavota no cietajām vielām, kas satur bora nitrīdu un dimantiem. Elbora (borona nitrīda) cietības indekss ir aptuveni tāds pats kā dimanta. Tās pretestība pret temperatūru ir divas reizes augstāka nekā tā temperatūra. Elboram raksturīga inertošanās pret dzelzs materiāliem. Polikristālu stiprības robeža saspiešanas laikā ir 4-5 GPa (400-500 kgf / mm ² ), un lieces gadījumā - 0,7 GPa (70 kgf / mm ² ). Izturība pret temperatūru ir līdz 1350-1450 ° C robežai.

Tāpat ir nepieciešams atzīmēt ar ASPK sērijas ASB sērijas un carbonado sintētisko bumbiņu dimantu. Pēdējā ķīmiskā aktivitāte oglekļa saturošiem materiāliem ir augstāka. Tāpēc to izmanto, lai pastiprinātu detaļas no krāsainiem metāliem, sakausējumiem ar augstu silīcija saturu, cietajiem materiāliem VK10, VK30, kā arī nemetāliskām virsmām.

Karbonātu griezēju izturības rādītājs ir 20-50 reizes lielāks nekā cieto sakausējumu rādītājs.

Kādi sakausējumi ir izplatīti nozarē?

Instrumentu materiāli tiek ražoti visā pasaulē. Krievijā, Amerikas Savienotajās Valstīs un Eiropā izmantotie tipi lielākoties nesatur volframa. Tās pieder pie sērijas CST016 un TN020. Šie modeļi kļuva par T15K6, T14K8 un VK8 preču zīmju nomaiņu. Tos izmanto struktūru tēraudu, nerūsējošā tērauda un instrumentu materiālu apstrādei.

Jaunas prasības darbarīku materiāliem ir saistītas ar volframa un kobalta deficītu. Šis faktors ir saistīts ar faktu, ka ASV, Eiropā un Krievijā pastāvīgi attīstās alternatīvas metodes, kā iegūt jaunus cietos sakausējumus, kuros nav volframa.

Piemēram, amerikāņu kompānijas Adamas Carbide Co sērijas Titan 50, 60, 80, 100 ražotajiem instrumentu materiāliem ir karbīds, titāns un molibdēns. Numura pieaugums norāda materiāla izturības pakāpi. Šīs izlaiduma instrumentu materiālu īpašība nozīmē augstu stiprības pakāpi. Piemēram, Titan100 sērijas stiprums ir 1000 MPa. Viņa ir keramikas konkurente.