Materials instrumentals bàsics: tipus, marques, propietats, característiques, materials de fabricació

Els requisits bàsics per als materials d'eina són la duresa, la resistència al desgast, la calor, etc. El compliment d'aquests criteris permet tallar. Per dur a terme la introducció a les capes superficials de l'article que s'està processant, les fulles de tall per tallar la part de treball han de ser de fortes aliatges. La duresa pot ser natural o adquirida.

Per exemple, l'acer d'acer de fabricació de fàbrica es talla fàcilment. Després del processament mitjançant mètode mecànic i tèrmic, a més de la mòlta i el perfeccionament, el nivell de la seva resistència i duresa augmenta.

Com es determina la duresa?

Les característiques es poden determinar de moltes maneres. Els acers d'eines tenen duresa de Rockwell, la duresa té una designació numèrica, i també la lletra HR amb una escala A, B o C (per exemple, HRC). L'elecció del material d'eina depèn del tipus de metall que es processa.

El nivell de funcionament més estable i el baix desgast de les fulles que han estat sotmesos a un tractament tèrmic es poden aconseguir amb una puntuació HRC de 63 o 64. En un valor inferior, les propietats dels materials de l'eina no són tan elevades i amb una duresa alta comencen a enfonsar-se degut a la fragilitat.

Els metalls amb una duresa de HRC 30-35 estan perfectament tractats amb eines de ferro que han estat tractats amb un HRC de 63-64. Per tant, la relació de duresa és 1: 2.

Per al tractament de metalls amb HRC 45-55, és necessari utilitzar dispositius basats en aliatges durs. El seu indicador és HRA 87-93. Els materials basats en materials sintètics es poden utilitzar en el tractament d'acers sotmesos a enduriment.

Força de materials instrumentals

En el procés de tall, la part de treball es veu afectada per una força de 10 kN i superior. Provoca una alta tensió, que pot conduir a la destrucció de l'instrument. Per evitar que això passi, els materials de tall han de tenir un alt coeficient de força.

La millor combinació de característiques de força són els acers d'eina. La part de treball, feta d'elles, resisteix perfectament una càrrega pesada i pot funcionar per compressió, torsió, flexió i estirament.

L'efecte de la temperatura de calefacció crítica a les fulles d'eines

Quan s'allibera la calor durant el tall de metalls, les seves fulles estan exposades a calefacció, més sovint a la superfície. Quan la temperatura està per sota del nivell crític (per a cada material té el seu propi), l'estructura i la duresa no canvien. Si la temperatura de calefacció és superior a la velocitat permesa, el nivell de duresa disminueix. La temperatura crítica s'anomena vermellor.

Què significa el terme "resistència vermella"?

Redness es diu propietària del metall quan s'escalfa a una temperatura de 600 ° C brillant en un color vermell fosc. El terme implica la preservació de la duresa del metall i la resistència al desgast. En el seu nucli és la capacitat de suportar els efectes de les altes temperatures. Per a diferents materials hi ha un límit, de 220 a 1800 ° C.

A causa de l'augment de l'eficiència de l'eina de tall?

Els materials d'eines de l' eina de tall es caracteritzen per una major funcionalitat amb l'augment de l'estabilitat de la temperatura i la millora de la dissipació de calor alliberada a la fulla durant el tall. La calor ajuda a augmentar la temperatura.

Com més calor es desviï des de la fulla cap al dispositiu, menor serà la temperatura de la superfície de contacte. El nivell de conductivitat tèrmica depèn de la composició i la calefacció.

Per exemple, el contingut d'elements com el tungstè i el vanadi en acer causa una disminució de la seva conductivitat tèrmica, i una barreja de titani, cobalt i molibdè provoca el seu augment.

Què determina el coeficient de fricció corredissa?

El coeficient de coeficient de fricció deslizable depèn de la composició i propietats físiques dels materials de contacte, així com de les tensions a les superfícies sotmeses a fricció i lliscament. El coeficient afecta la resistència al desgast del material.

La interacció de l'eina amb el material que ha estat objecte de processament es realitza amb un contacte constant en moviment.

Com es comporten els materials de l'eina en aquest cas? Les seves espècies estan igualment desgastats.

Es caracteritzen per:

• La capacitat de rentar el metall amb el qual es posa en contacte;
• Possibilitat de mostrar resistència al desgast, és a dir, resistir la resistència a l'eliminació d'un altre material.

El desgast de les fulles es produeix constantment. Com a conseqüència d'això, els dispositius perden les seves propietats i la forma de la seva superfície de treball també canvia.

L'índex de resistència al desgast pot variar depenent de les condicions en què es produeixi el tall.

Quins grups es divideixen en acers d'eina?

Els principals materials instrumentals es poden dividir en les següents categories:

• Cermet (aliatges durs);
• Cermets o ceràmica mineral;
• Nitruro de bor, basat en material sintètic;
• Diamants en forma sintètica;
• Acers de l'eina amb una base carbonosa.

El ferro instrumental pot ser de carboni, aliatge i alta velocitat.

Acers d'eines a base de carboni

Les substàncies carbonoses van començar a utilitzar-se per fabricar eines. La seva velocitat de tall és baixa.

Com s'anomenen els acers d'acer? Els materials s'indiquen mitjançant una lletra (per exemple, "Y" significa carbonaç), i també per una xifra (indicadors de dècimes d'un percentatge del contingut de carboni). La presència de la lletra "A" al final del marcatge indica una alta qualitat d'acer (el contingut de substàncies com el sofre i el fòsfor no superen el 0,03%).

El material carbonícle caracteritza la duresa amb un HRC de 62-65 i un baix nivell de resistència a temperatures.

Les qualificacions dels materials d'eina U9 i U10A s'utilitzen en la fabricació de serres, i les sèries U11, U11A i U12 estan dissenyades per a aixetes manuals i altres eines.

El nivell de resistència a la temperatura dels acers de la sèrie U10A, U13A és de 220 ° C, per tant, es recomana l'ús d'aquests materials a una velocitat de tall de 8-10 m / min.

Ferrat aleat

El material d'eina d'aliatge pot ser cromat, cromosilicat, tungstè i cromotrògen, amb una barreja de manganès. Aquestes sèries estan designades per nombres, i també tenen marques de lletres. El primer dígit esquerre indica el factor de contingut de carboni en dècimes d'una fracció si el contingut de l'element és inferior a l'1%. Les xifres adequades simbolitzen l'indicador mitjà del component de dopatge en percentatge.

El grau del material d'eina X és adequat per a la fabricació de taps i matrius. L'acer B1 és apte per a la fabricació de petits trepants, aixetes i reameres.

El nivell de resistència a la temperatura de les substàncies dopades és de 350-400 ° C, de manera que la velocitat de tall és una vegada i mitja més que per a un aliatge de carboni.

Per què utilitzar acer aliat?

Diverses eines de tall ràpid s'utilitzen en la fabricació de trepants, avellanes i taps. Estan marcades amb lletres, així com amb números. Els components importants dels materials són el tungstè, el molibdè, el crom i el vanadi.

Els acers de tall ràpid es divideixen en dues categories: normals i amb un alt nivell de productivitat.

Acer amb capacitat normal

A la categoria de ferro amb un nivell de rendiment normal, les següents marques: Р18, Р9, Р9Ф5 i aliatges de tungstè amb una barreja de molibdè de la sèrie P6МЗ, P6М5, que retenen una duresa no inferior a HRC 58 a 620 ° С. El material és apte per al processament d'acers amb contingut de carboni i baixa categoria d'aliatge, fosa grisa i aliatges no ferrosos.

Acer amb major capacitat

Aquesta categoria inclou les següents marques: Р18F2, Р14F4, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5F5, Р18К5F2. Són capaços de mantenir HRC 64 a una temperatura de 630 a 640 ° C. Aquesta categoria inclou material instrumental superhard. Està dissenyat per a ferro i aliatges, que es manegen amb dificultat, així com per a titani.

Aliats sòlids

Aquests materials poden ser:

• Metall-ceràmica;
• Ceràmica mineral.

La forma de les plaques depèn de les propietats de la mecànica. Aquestes eines funcionen a alta velocitat de tall en comparació amb material d'alta velocitat.

Ceràmica de metall

Els aliatges durs de cermets són:

• Tungstè;
• Tungstè amb contingut de titani;
• Tungstè amb la inclusió de titani i tàntal.

La sèrie VC inclou tungstè i titani. Les eines basades en aquests components tenen major resistència al desgast, però el nivell de resistència a l'impacte és baix. Els dispositius sobre aquesta base s'utilitzen per al processat de ferro colat.

L'aliatge de tungstè, titani i cobalt és aplicable a tot tipus de ferro.

La síntesi de tungstè, titani, tàntal i cobalt s'utilitza en casos especials quan altres materials són ineficaços.

Els aliatges sòlids es caracteritzen per un alt nivell de resistència a la temperatura. Els materials de tungstè poden retenir la seva propietat amb HRC 83-90 i tungstè amb titani, amb HRC 87-92 a una temperatura de 800 a 950 ° C, que permet operar a una velocitat de tall elevada (des de 500 m / min fins a 2.700 m / Min en processar l'alumini).

Per al processament de peces resistents a l'oxidació ia la temperatura alta, s'utilitzen eines d'una sèrie d'aliatges OM de gra fi. La marca VK6-OM és adequada per a l'acabat, i VK10-OM i VK15-OM - per a semielaborats.

Encara més eficaç quan es treballa amb parts "difícils" són materials d'eines superdigits BK10-XOM i VK15-HOM. En ells, el carburo de tàntal es reemplaça amb carbur de crom, el que els fa més resistents fins i tot quan està exposat a altes temperatures.

Per augmentar el nivell de força de la placa des d'un sòlid, recorre el seu recobriment amb una pel·lícula protectora. S'utilitzen carbur, nitruro i titani carbonita, que s'aplica en una capa molt prima. El gruix és de 5 a 10 μm. Com a resultat, es forma una capa de carbur de titani de gra fi. El nivell de durabilitat de les plaques és tres vegades superior al de les plaques sense recobriment especial, la qual cosa augmenta la velocitat de tall en un 30%.

En alguns casos, els materials s'utilitzen a partir de cermets, que s'obtenen a partir d'òxid d'alumini amb l'addició de tungstè, titani, tàntal i cobalt.

Ceràmica mineral

Per a eines de tall utilitza ceràmica mineral ЦМ-332. És resistent a alta temperatura. L'índex de duresa HRC està entre 89 i 95 a 1200ºC. A més, el material es caracteritza per la resistència al desgast, que permet processar acers d'acer, fosa i aliatges no ferrosos a altes velocitats de tall.

Per fer les eines de tall, també utilitzeu el cermet de la sèrie B. La seva base està formada per òxid i carbur. La introducció del carburo de metall de carbur mineral, així com el molibdè i el crom, ajuda a optimitzar les propietats físiques i mecàniques del cermet i elimina la seva fragilitat. Augmenta la velocitat de tall. Semi-neteja i acabat amb un dispositiu basat en cermet s'utilitza per al ferro colat maleable gris , l'acer dur al treball i diversos metalls no ferrosos. El procés es realitza a una velocitat de 435-1000 m / min. Les ceràmiques de tall són resistents a la temperatura. La seva duresa a l'escala és HRC 90-95 a 950-1100 ° C.

Per al processament de ferro, s'utilitza un ferro forjat durable, resistent, durador, així com fibra de vidre, la part de tall és de sòlids que contenen nitrur de bor i diamants. L'índex de duresa del borrós (nitruro de bor) és el mateix que el d'un diamant. La seva resistència a la temperatura és dues vegades superior a la d'aquest. Elbor es caracteritza per la inertització dels materials de ferro. El límit de nivell de força dels seus policristals a compressió és de 4-5 GPa (400-500 kgf / mm ² ), i al doblegar - 0,7 GPa (70 kgf / mm ² ). La resistència a la temperatura és fins al límit de 1350-1450 ° C.

També cal tenir en compte el diamant sobre bases sintètiques de la sèrie ASB i el carbonat de la sèrie ASPK. L'activitat química d'aquest últim en els materials que conté carboni és major. Per això, s'utilitza per afinar detalls de metalls no ferrosos, aliatges amb un alt contingut de silici, materials durs VK10, VK30 i també superfícies no metàl·liques.

L'indicador de la durabilitat dels talladors de carbonat és 20-50 vegades superior al dels aliatges durs.

Quins aliatges són comuns a la indústria?

Els materials d'eines es produeixen arreu del món. Els tipus utilitzats a Rússia, Estats Units i Europa, en la seva major part no contenen tungstè. Pertanyen a la sèrie CST016 i TN020. Aquests models es van convertir en un reemplaçament de les marques T15K6, T14K8 i VK8. S'utilitzen per processar acers per a estructures, materials d'acer inoxidable i eina.

Els nous requisits per a materials d'eina es deuen a un dèficit de tungstè i cobalt. Aquest factor està relacionat amb el fet que als Estats Units, Europa i Rússia s'estan desenvolupant mètodes alternatius d'obtenció de nous aliatges durs que no contenen tungstè.

Per exemple, els materials d'eina fabricats per l'empresa nord-americana Adamas Carbide Co Titan 50, 60, 80, 100 contenen carbur, titani i molibdè. L'augment del nombre indica el grau de força del material. La característica dels materials d'eina d'aquesta versió implica un alt nivell de força. Per exemple, la sèrie Titan100 té una força de 1000 MPa. És una competidora de la ceràmica.