Գործիքների նյութերի հիմնական պահանջներն են կարծրությունը, մաշվածության դիմադրությունը, ջերմությունը և այլն: Այս չափանիշներին համապատասխանելը թույլ է տալիս կտրել: Մշակվող արտադրանքի մակերեսային շերտերը ներթափանցելու համար աշխատանքային մասի կտրման շեղբերները պետք է պատրաստված լինեն ամուր համաձուլվածքներից։ Կարծրությունը կարող է լինել բնական կամ ձեռքբերովի։
Օրինակ, գործարանային արտադրության գործիքների պողպատները հեշտությամբ կտրվում են: Մեխանիկական և ջերմային մշակումից, ինչպես նաև հղկելուց և սրելուց հետո դրանց ամրության և կարծրության մակարդակը բարձրանում է։
Ինչպե՞ս է որոշվում կարծրությունը:
Բնութագիրը կարող է սահմանվել տարբեր ձևերով: Գործիքների պողպատներն ունեն Rockwell կարծրություն, կարծրությունը ունի թվային նշում, ինչպես նաև HR տառը A, B կամ C սանդղակով (օրինակ, HRC): Գործիքի նյութի ընտրությունը կախված է մշակվող մետաղի տեսակից:
Ամենակայուն արտադրողականությունը և ցածր մաշվածության սայրերը, որոնքենթարկվել են ջերմային մշակման, կարելի է հասնել 63 կամ 64 HRC-ով: Ավելի ցածր արժեքի դեպքում գործիքի նյութերի հատկությունները այնքան էլ բարձր չեն, իսկ բարձր կարծրության դեպքում նրանք սկսում են քանդվել փխրունության պատճառով:
HRC 30-35 կարծրությամբ մետաղները կատարյալ մշակվում են երկաթե գործիքներով, որոնք ջերմային մշակվել են 63-64 HRC-ով: Այսպիսով, կարծրության ցուցանիշների հարաբերակցությունը 1:2 է։
Մետաղները HRC 45-55-ով մշակելու համար պետք է օգտագործել գործիքներ, որոնք հիմնված են կոշտ համաձուլվածքների վրա։ Նրանց ցուցանիշը HRA 87-93 է։ Սինթետիկ հիմքով նյութերը կարող են օգտագործվել կարծրացած պողպատների վրա:
Գործիքների նյութերի ամրություն
Կտրման գործընթացում աշխատանքային մասի վրա կիրառվում է 10 կՆ կամ ավելի ուժ։ Այն հրահրում է բարձր լարման, որը կարող է հանգեցնել գործիքի ոչնչացմանը: Դրանից խուսափելու համար կտրող նյութերը պետք է ունենան անվտանգության բարձր գործակից:
Ամուր բնութագրերի լավագույն համադրությունն ունի գործիքային պողպատներ: Դրանցից պատրաստված աշխատանքային մասը հիանալի դիմանում է ծանր բեռներին և կարող է գործել սեղմման, ոլորման, ճկման և ձգման ժամանակ։
Ջեռուցման կրիտիկական ջերմաստիճանի ազդեցությունը գործիքի շեղբերների վրա
Երբ մետաղները կտրելիս ջերմություն է արտանետվում, դրանց շեղբերները ենթարկվում են տաքացման, ավելի շատ՝ մակերեսները։ Երբ ջերմաստիճանը կրիտիկական նշագծից ցածր է (յուրաքանչյուր նյութի համար այն ունի իր սեփականը)կառուցվածքը և կարծրությունը չեն փոխվում. Եթե ջեռուցման ջերմաստիճանը դառնում է թույլատրելի նորմայից բարձր, ապա կարծրության մակարդակը նվազում է։ Կրիտիկական ջերմաստիճանը կոչվում է կարմիր կարծրություն:
Ի՞նչ է նշանակում «կարմիր կարծրություն» տերմինը:
Կարմիր կարծրությունը մետաղի հատկությունն է՝ մուգ կարմիր շողալ, երբ տաքացվում է մինչև 600 °C: Տերմինը ենթադրում է, որ մետաղը պահպանում է իր կարծրությունը և մաշվածության դիմադրությունը: Իր հիմքում դա բարձր ջերմաստիճաններին դիմակայելու ունակությունն է: Տարբեր նյութերի համար կա սահմանափակում՝ 220-ից մինչև 1800 ° C։
Ինչպե՞ս կարելի է բարձրացնել կտրող գործիքի արդյունավետությունը:
Կտրող գործիքի գործիքների նյութերը բնութագրվում են ֆունկցիոնալության բարձրացմամբ՝ միաժամանակ բարձրացնելով ջերմաստիճանի դիմադրությունը և բարելավելով կտրման ընթացքում սայրի վրա առաջացած ջերմության հեռացումը: Ջերմությունը բարձրացնում է ջերմաստիճանը։
Որքան շատ ջերմություն հեռացվի սայրից սարքի խորքում, այնքան ցածր է դրա կոնտակտային մակերեսի ջերմաստիճանը: Ջերմահաղորդականության մակարդակը կախված է բաղադրությունից և տաքացումից։
Օրինակ, այնպիսի տարրերի պարունակությունը, ինչպիսիք են վոլֆրամը և վանադիումը պողպատում, հանգեցնում է դրա ջերմային հաղորդունակության նվազմանը, իսկ տիտանի, կոբալտի և մոլիբդենի խառնուրդը հանգեցնում է դրա ավելացման:
Ի՞նչն է որոշում սահող շփման գործակիցը:
Սահող շփման գործակիցը կախված է շփվող զույգ նյութերի բաղադրությունից և ֆիզիկական հատկություններից, ինչպես նաև մակերևույթների վրա լարվածության արժեքից,ենթարկվում է շփման և սայթաքման։ Գործակիցը ազդում է նյութի մաշվածության դիմադրության վրա։
Գործիքի փոխազդեցությունը մշակված նյութի հետ շարունակվում է անընդհատ շարժվող շփման միջոցով:
Ինչպե՞ս են իրենց պահում գործիքային նյութերն այս դեպքում: Դրանց տեսակները հավասարապես մաշվում են։
Նրանք բնութագրվում են՝
- մետաղը ջնջելու ունակություն, որի հետ շփվում է;
- մաշվելու դիմադրություն ցույց տալու, այսինքն՝ այլ նյութի քայքայումին դիմակայելու կարողություն։
Սայրերի մաշումը տեղի է ունենում անընդհատ: Սրա արդյունքում սարքերը կորցնում են իրենց հատկությունները, փոխվում է նաև աշխատանքային մակերեսի ձևը։
Մաշվածության դիմադրությունը կարող է տարբեր լինել՝ կախված կտրման պայմաններից:
Ի՞նչ խմբերի են բաժանվում գործիքների պողպատները:
Հիմնական գործիքային նյութերը կարելի է բաժանել հետևյալ կատեգորիաների՝
- կերմետ (կոշտ համաձուլվածքներ);
- կերամետներ կամ հանքային կերամիկա;
- բորի նիտրիդ՝ հիմնված սինթետիկ նյութի վրա;
- սինթետիկ ադամանդ;
- Ածխածնի վրա հիմնված գործիքների պողպատներ.
Գործիքների երկաթը կարող է լինել ածխածնային, խառնուրդ և բարձր արագությամբ:
Ածխածնի վրա հիմնված գործիքների պողպատներ
Գործիքներ պատրաստելու համար սկսեցին օգտագործել ածխածնային նյութեր։ Նրանց կտրման արագությունը դանդաղ է։
Ինչպե՞ս են նշվում գործիքների պողպատները: Նյութերը նշանակվում են տառով (օրինակ՝ «U» նշանակում է ածխածին), ինչպես նաև թվով (ածխածնի պարունակության տոկոսի տասներորդական ցուցանիշներ): Մակնշման վերջում «A» տառի առկայությունը վկայում է պողպատի բարձր որակի մասին (նյութերի պարունակությունը, ինչպիսիք են ծծումբը և ֆոսֆորը չի գերազանցում 0,03%)։
Ածխածնային նյութն ունի 62-65 HRC կարծրություն և ցածր ջերմաստիճանի դիմադրություն:
U9 և U10A դասի գործիքների նյութերը օգտագործվում են սղոցների արտադրության մեջ, իսկ U11, U11A և U12 շարքերը նախատեսված են ձեռքի ծորակների և այլ գործիքների համար:
U10A, U13A սերիաների պողպատների ջերմաստիճանի դիմադրության մակարդակը 220 °C է, ուստի խորհուրդ է տրվում օգտագործել նման նյութերից պատրաստված գործիքներ 8-10 մ/րոպե կտրման արագությամբ։
Լեգիրված երկաթ
Լեգիրված գործիքի նյութը կարող է լինել քրոմ, քրոմ-սիլիկոն, վոլֆրամ և քրոմ-վոլֆրամ՝ մանգանի խառնուրդով: Նման շարքերը նշվում են թվերով, ունեն նաև տառային նշաններ։ Առաջին ձախ նկարը ցույց է տալիս ածխածնի պարունակության գործակիցը տասներորդականներով, եթե տարրի պարունակությունը 1%-ից պակաս է: Աջ կողմի թվերը ներկայացնում են համաձուլվածքների միջին պարունակությունը որպես տոկոս։
Գործիքի նյութի X աստիճանը հարմար է ծորակներ և ձողիկներ պատրաստելու համար: B1 պողպատը հարմար է փոքր գայլիկոնների, ծորակների և փորվածքներ պատրաստելու համար:
Լեգիրված նյութերի ջերմաստիճանի դիմադրության մակարդակը 350-400 °C է, ուստի կտրման արագությունը մեկուկես անգամ ավելի արագ է, քանածխածնի խառնուրդ։
Ինչի՞ համար են օգտագործվում բարձր լեգիրված պողպատները:
Տարբեր արագ կտրող գործիքների նյութեր օգտագործվում են գայլիկոնների, լոգարանների և ծորակների արտադրության մեջ: Դրանք պիտակավորված են ինչպես տառերով, այնպես էլ թվերով: Նյութերի կարևոր բաղադրիչներն են վոլֆրամը, մոլիբդենը, քրոմը և վանադիումը։
HSS-ը բաժանված է երկու կատեգորիայի՝ նորմալ և բարձր կատարողականությամբ:
Նորմալ կատարողականի պողպատներ
Գործողության նորմալ մակարդակ ունեցող երկաթի կատեգորիան ներառում է R18, R9, R9F5 և վոլֆրամի համաձուլվածքներ R6MZ, R6M5 սերիայի մոլիբդենի խառնուրդով, որոնք պահպանում են առնվազն HRC 58 կարծրություն 620 ° C-ում:. Հարմար է ածխածնային և ցածր լեգիրված պողպատների, մոխրագույն չուգունի և գունավոր համաձուլվածքների համար:
Բարձր արդյունավետության պողպատներ
Այս կատեգորիան ներառում է R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2 դասարանները: Նրանք ի վիճակի են պահպանել HRC 64-ը 630-ից 640 °C ջերմաստիճանում: Այս կատեգորիան ներառում է գերկարծր գործիքների նյութեր: Այն նախատեսված է դժվար մշակվող երկաթի և համաձուլվածքների, ինչպես նաև տիտանի համար:
կոշտ մետաղներ
Այդպիսի նյութեր են՝
- cermet;
- հանքային կերամիկա.
Թիթեղների ձևը կախված է մեխանիկայի հատկություններից: Այս գործիքները աշխատում են բարձր կտրման արագությամբ՝ համեմատած բարձր արագությամբ նյութի հետ:
Մետաղական կերամիկա
Կերմետային կարբիդներն են՝
- վոլֆրամ;
- վոլֆրամ տիտան;
- վոլֆրամ՝ տիտանի և տանտալի պարունակությամբ:
VK շարքը ներառում է վոլֆրամ և տիտան: Այս բաղադրիչների վրա հիմնված գործիքները բարձրացրել են մաշվածության դիմադրությունը, սակայն դրանց ազդեցության դիմադրության մակարդակը ցածր է: Այս հիման վրա սարքերը օգտագործվում են չուգուն մշակելու համար։
Վոլֆրամ-տիտան-կոբալտ համաձուլվածքը կիրառելի է բոլոր տեսակի երկաթի համար:
Վոլֆրամի, տիտանի, տանտալի և կոբալտի սինթեզն օգտագործվում է հատուկ դեպքերում, երբ այլ նյութերն անարդյունավետ են։
Կարբիդային դասարանները բնութագրվում են ջերմաստիճանի դիմադրության բարձր մակարդակով: Վոլֆրամից պատրաստված նյութերը կարող են պահպանել իրենց հատկությունները HRC 83-90-ով, իսկ վոլֆրամը տիտանի հետ - HRC 87-92-ով 800-ից 950 ° C ջերմաստիճանում, ինչը հնարավորություն է տալիս աշխատել բարձր կտրման արագությամբ (500 մ/րոպե-ից): մինչև 2700 մ / րոպե ալյումինի մշակման ժամանակ):
Ժանգին և բարձր ջերմաստիճաններին դիմացկուն մասերի մշակման համար օգտագործվում են OM մանրահատիկ համաձուլվածքների շարքի գործիքներ: VK6-OM դասարանը հարմար է հարդարման համար, մինչդեռ VK10-OM և VK15-OM հարմար են կիսամշակման և կոպտացման համար:
Ավելի արդյունավետ «դժվար» մասերի հետ աշխատելիս BK10-XOM և BK15-XOM սերիաների գերկարծր գործիքների նյութերն են: Նրանք փոխարինում են տանտալի կարբիդը քրոմի կարբիդով, դարձնելով դրանք ավելի դիմացկուն նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում:
Պինդ ափսեի ամրության մակարդակը բարձրացնելու համար նրանք դիմում են այն պաշտպանիչ թաղանթով պատելուն։ Օգտագործվում են տիտանի կարբիդ, նիտրիդ և կարբոնիտ, որոնք կիրառվում են շատ բարակ շերտով։ Հաստությունը 5-ից 10 մկմ է։ Արդյունքում առաջանում է մանրահատիկ տիտանի կարբիդի շերտ։ Այս ներդիրներն ունեն եռապատիկ գործիքի ժամկետը, քան չծածկված ներդիրները՝ ավելացնելով կտրման արագությունը 30%-ով։
Որոշ դեպքերում օգտագործվում են կերամիկական նյութեր, որոնք ստացվում են ալյումինի օքսիդից՝ վոլֆրամի, տիտանի, տանտալի և կոբալտի ավելացումով։
Հանքային կերամիկա
Հանքային կերամիկա TsM-332 օգտագործվում է կտրող գործիքների համար: Այն ունի բարձր ջերմաստիճանի դիմադրություն: HRC-ի կարծրության ինդեքսը 89-ից 95 է 1200 °C-ում: Բացի այդ, նյութը բնութագրվում է մաշվածության դիմադրությամբ, ինչը թույլ է տալիս մշակել պողպատը, չուգունը և գունավոր համաձուլվածքները բարձր կտրման արագությամբ:
Կտրող գործիքներ պատրաստելու համար օգտագործվում է նաև B սերիայի կերամետ, որը հիմնված է օքսիդի և կարբիդի վրա։ Մետաղական կարբիդի, ինչպես նաև մոլիբդենի և քրոմի ներմուծումը հանքային կերամիկայի բաղադրության մեջ օգնում է օպտիմալացնել կերամետի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները և վերացնում դրա փխրունությունը: Կտրման արագությունը մեծանում է: Կիսաֆաբրիկատը և հարդարումը կերամիկական հիմքով գործիքով հարմար է մոխրագույն ճկուն երկաթի, դժվար մշակվող պողպատի և մի շարք գունավոր մետաղների համար: Գործընթացն իրականացվում է 435-1000 մ/րոպե արագությամբ։ Կտրող կերամիկան ջերմակայուն է: Դրա կարծրությունը HRC է90-95 950-1100 °С.
Պնդացրած երկաթի, դիմացկուն չուգունի, ինչպես նաև ապակեպլաստե մշակման համար օգտագործվում է գործիք, որի կտրող մասը պատրաստվում է բորի նիտրիդ և ադամանդ պարունակող պինդ նյութերից։ Էլբորի կարծրության ինդեքսը (բորի նիտրիդ) մոտավորապես նույնն է, ինչ ադամանդինը։ Նրա դիմադրությունը ջերմաստիճանի երկու անգամ գերազանցում է վերջինիս դիմադրությունը։ Էլբորն առանձնանում է երկաթյա նյութերի նկատմամբ իր իներտությամբ։ Նրա պոլիբյուրեղների ամրության սահմանը սեղմման մեջ 4-5 ԳՊա է (400-500 կգֆ/մմ2), իսկ ճկման ժամանակ՝ 0,7 ԳՊա (70 կգֆ/մմ 2):): Ջերմաստիճանի դիմադրությունը մինչև 1350-1450 °C է։
Հատկանշական են նաև ASB շարքի սինթետիկ հիմքով ալմաստե բալլաները և ASPK շարքի կարբոնադոն: Վերջիններիս քիմիական ակտիվությունը ածխածին պարունակող նյութերի նկատմամբ ավելի բարձր է։ Այդ իսկ պատճառով այն օգտագործվում է գունավոր մետաղներից, սիլիցիումի բարձր պարունակությամբ համաձուլվածքներից, կոշտ նյութերից VK10, VK30, ինչպես նաև ոչ մետաղական մակերեսներից պատրաստված մասերը սրելու ժամանակ։
Կարբոնադային կտրիչների գործիքի ժամկետը 20-50 անգամ ավելի է, քան կոշտ համաձուլվածքները:
Ո՞ր համաձուլվածքներն են օգտագործվում արդյունաբերության մեջ:
Գործիքային նյութեր թողարկվում են ամբողջ աշխարհում։ Ռուսաստանում, ԱՄՆ-ում և Եվրոպայում օգտագործվող տեսակները մեծ մասամբ չեն պարունակում վոլֆրամ։ Դրանք պատկանում են KNT016 և TN020 սերիաներին: Այս մոդելները փոխարինող են դարձել T15K6, T14K8 և VK8 ապրանքանիշերին։ Դրանք օգտագործվում են կառուցվածքների, չժանգոտվող պողպատի և գործիքների համար նախատեսված պողպատների մշակման համար:
Նոր պահանջներ գործիքային նյութերի նկատմամբ վոլֆրամի պակասի պատճառով ևկոբալտ. Հենց այս գործոնով է, որ ԱՄՆ-ում, եվրոպական երկրներում և Ռուսաստանում շարունակաբար մշակվում են վոլֆրամ չպարունակող նոր կոշտ համաձուլվածքների ստացման այլընտրանքային մեթոդներ։
Օրինակ, Titan 50, 60, 80, 100 սերիայի գործիքների նյութերը, որոնք արտադրվում են ամերիկյան Adamas Carbide Co ընկերության կողմից, պարունակում են կարբիդ, տիտան և մոլիբդեն: Թվի ավելացումը ցույց է տալիս նյութի ամրության աստիճանը: Այս թողարկման գործիքային նյութերի բնութագիրը ենթադրում է ամրության բարձր մակարդակ: Օրինակ, Titan100 սերիան ունի 1000 ՄՊա հզորություն: Նա կերամիկայի մրցակից է։
