Bahan instrumental dasar: jenis, merek, sifat, karakteristik, bahan pembuatan

Persyaratan dasar untuk bahan perkakas adalah kekerasan, ketahanan terhadap keausan, panas, dll. Kepatuhan terhadap kriteria ini memungkinkan pemotongan. Untuk melakukan pengenalan ke lapisan permukaan artikel yang sedang diproses, pisau pemotong untuk memotong bagian kerja harus terbuat dari campuran yang kuat. Kekerasan bisa alami atau diakuisisi.

Misalnya, alat baja dari pabrik manufaktur mudah dipotong. Setelah diproses dengan metode mekanis dan termal, serta menggiling dan mengasah, tingkat kekuatan dan kekerasannya meningkat.

Bagaimana kekerasan ditentukan?

Karakteristik bisa ditentukan dengan berbagai cara. Baja alat memiliki kekerasan Rockwell, kekerasan memiliki penunjukan numerik, dan juga huruf HR dengan skala A, B atau C (misalnya HRC). Pilihan bahan alat tergantung pada jenis logam yang sedang diproses.

Tingkat yang paling stabil dari fungsi dan keausan bilah yang rendah yang telah mengalami perlakuan panas dapat dicapai dengan skor HRC 63 atau 64. Pada nilai yang lebih rendah, sifat bahan perkakas tidak begitu tinggi, dan pada kekerasan yang tinggi, mereka mulai runtuh karena kerapuhan.

Logam dengan kekerasan HRC 30-35 diperlakukan dengan sempurna dengan alat besi yang telah dipanaskan dengan HRC 63-64. Dengan demikian, rasio kekerasannya adalah 1: 2.

Untuk perlakuan logam dengan HRC 45-55, perlu menggunakan perangkat yang berbasis pada paduan keras. Indikator mereka adalah HRA 87-93. Bahan berbasis sintetis dapat digunakan dalam pengolahan baja yang mengalami pengerasan.

Kekuatan material instrumental

Dalam proses pemotongan, bagian kerja dipengaruhi oleh kekuatan 10 kN dan lebih tinggi. Ini memprovokasi tegangan tinggi, yang bisa mengakibatkan kehancuran instrumen. Untuk mencegah hal ini terjadi, bahan untuk pemotongan harus memiliki koefisien kekuatan yang tinggi.

Kombinasi terbaik dari karakteristik kekuatan adalah baja perkakas. Bagian kerja, terbuat dari mereka, sangat tahan terhadap beban berat dan dapat berfungsi untuk kompresi, torsi, lentur dan peregangan.

Efek suhu pemanasan kritis pada pisau alat

Ketika panas dilepaskan saat pemotongan logam, pisau mereka terkena pemanasan, lebih sering ke permukaan. Bila suhu di bawah level kritis (untuk masing-masing material itu sendiri), struktur dan kekerasannya tidak berubah. Jika suhu pemanasan menjadi lebih tinggi dari tingkat yang diijinkan, maka tingkat kekerasan akan turun. Suhu kritis disebut kemerahan.

Apa arti istilah "tahan merah"?

Kemerahan disebut properti logam saat dipanaskan sampai suhu 600 ° C menyala dalam warna merah tua. Istilah ini menyiratkan pelestarian kekerasan logam dan ketahanan terhadap keausan. Intinya adalah kemampuan menahan efek suhu tinggi. Untuk bahan yang berbeda ada batasnya, dari 220 menjadi 1800 ° C.

Karena apa efisiensi alat pemotong bisa ditingkatkan?

Alat alat pemotong ditandai oleh peningkatan fungsionalitas dengan meningkatnya stabilitas suhu dan peningkatan disipasi panas yang dilepaskan pada pisau saat memotong. Panas membantu menaikkan suhu.

Semakin panas dialihkan dari pisau ke perangkat, semakin rendah suhu pada permukaan kontaknya. Tingkat konduktivitas termal tergantung pada komposisi dan pemanasan.

Misalnya, kandungan unsur seperti tungsten dan vanadium dalam baja menyebabkan penurunan konduktivitas termalnya, dan campuran titanium, kobalt dan molibdenum menyebabkan kenaikannya.

Apa yang menentukan koefisien gesekan geser?

Koefisien koefisien gesekan geser bergantung pada komposisi dan sifat fisik bahan kontak, serta pada tekanan pada permukaan yang mengalami gesekan dan geser. Koefisien tersebut mempengaruhi ketahanan aus material.

Interaksi alat dengan material yang telah mengalami proses pengolahan berlangsung dengan kontak bergerak yang konstan.

Bagaimana bahan alat berperilaku dalam kasus ini? Spesies mereka sama-sama aus.

Mereka ditandai dengan:

• Kemampuan untuk mencuci logam yang dengannya kontaknya;
• Kemampuan untuk menunjukkan ketahanan terhadap keausan, yaitu menolak perlawanan terhadap penghapusan bahan lain.

Kenakan pisau selalu terjadi. Sebagai akibatnya, perangkat kehilangan sifat mereka, dan bentuk permukaan kerja mereka juga berubah.

Indeks ketahanan aus dapat bervariasi tergantung pada kondisi pemotongan yang terjadi.

Kelompok mana yang terbagi menjadi baja perkakas?

Bahan instrumental utama dapat dibagi menjadi beberapa kategori berikut:

• Cermet (paduan keras);
• Cermet, atau keramik mineral;
• Boron nitrida berdasarkan bahan sintetis;
• Berlian dengan dasar sintetis;
• Alat baja secara berkarbon.

Besi instrumental bisa berupa carbon, alloy dan high speed.

Alat baja berbasis karbon

Zat karbon mulai digunakan untuk pembuatan alat. Kecepatan pemotongan mereka rendah.

Bagaimana baja alat diberi label? Bahan ditunjukkan dengan huruf (misalnya, "Y" berarti berkarbon), dan juga oleh angka (indikator sepersepuluh persen dari kandungan karbon). Kehadiran huruf "A" pada akhir penandaan menunjukkan kualitas baja yang tinggi (kandungan zat seperti sulfur dan fosfor tidak melebihi 0,03%).

Bahan karbon mencirikan kekerasan dengan HRC 62-65 dan tingkat ketahanan yang rendah terhadap suhu.

Nilai bahan alat U9 dan U10A digunakan dalam pembuatan gergaji, dan seri U11, U11A dan U12 dirancang untuk keran tangan dan alat lainnya.

Tingkat ketahanan terhadap suhu baja seri U10A, U13A adalah 220 ° C, oleh karena itu alat dari bahan tersebut disarankan untuk digunakan pada kecepatan potong 8-10 m / menit.

Paduan besi

Bahan alat paduan bisa berupa krom, kromosom, tungsten dan chromotungsten, dengan campuran mangan. Seri seperti itu ditentukan oleh angka, dan juga diberi tanda huruf. Angka kiri pertama menunjukkan faktor kandungan karbon dalam sepersepuluh fraksi jika kandungan unsur kurang dari 1%. Angka kanan melambangkan indikator rata-rata komponen doping dalam persen.

Nilai dari bahan perkakas X cocok untuk pembuatan keran dan mati. Baja B1 cocok untuk pembuatan bor kecil, keran dan reamers.

Tingkat ketahanan terhadap suhu untuk zat yang didoping adalah 350-400 ° C, sehingga kecepatan pemotongannya satu setengah kali lebih tinggi daripada paduan karbon.

Mengapa menggunakan baja paduan tinggi?

Berbagai alat pemotong cepat digunakan dalam pembuatan drill, countersinks dan tap bits. Mereka ditandai dengan huruf, juga angka. Komponen penting dari bahan adalah tungsten, molibdenum, kromium dan vanadium.

Baja berpotongan cepat terbagi dalam dua kategori: normal dan dengan tingkat produktivitas tinggi.

Baja dengan kapasitas normal

Untuk kategori besi dengan tingkat kinerja normal, merek berikut: Р18, Р9, Р9Ф5 dan paduan tungsten dengan campuran molibdenum seri P6МЗ, P6М5, yang mempertahankan kekerasan tidak lebih rendah dari HRC 58 pada 620 ° С. Bahannya cocok untuk mengolah baja dengan kandungan karbon dan kategori paduan rendah, besi cor abu-abu dan paduan non-ferrous.

Baja dengan kapasitas meningkat

Kategori ini mencakup merek berikut: Р18Ф2, Р14Ф4, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2. Mereka mampu mempertahankan HRC 64 pada suhu 630 sampai 640 ° C. Kategori ini termasuk bahan instrumental superhard. Ini dirancang untuk besi dan paduan, yang ditangani dengan susah payah, dan juga untuk titanium.

Paduan padat

Bahan tersebut bisa berupa:

• Logam-keramik;
• Keramik mineral

Bentuk pelat tergantung pada sifat mekanik. Alat tersebut berfungsi pada kecepatan potong tinggi dibandingkan dengan material berkecepatan tinggi.

Keramik Logam

Paduan keras dari sermet adalah:

• Tungsten;
• Tungsten dengan kandungan titanium;
• Tungsten dengan masuknya titanium dan tantalum.

Seri VC mencakup tungsten dan titanium. Alat berdasarkan komponen ini telah meningkatkan ketahanan aus, namun tingkat ketahanan terhadap benturannya rendah. Perangkat berbasis ini digunakan untuk pengolahan besi tuang.

Paduan tungsten, titanium dan kobalt berlaku untuk semua jenis besi.

Sintesis tungsten, titanium, tantalum dan kobalt digunakan dalam kasus khusus bila bahan lainnya tidak efektif.

Paduan padat dicirikan oleh tingkat ketahanan yang tinggi terhadap suhu. Bahan dari tungsten dapat mempertahankan propertinya dengan HRC 83-90, dan tungsten dengan titanium - dengan HRC 87-92 pada suhu 800 sampai 950 ° C, yang memungkinkannya beroperasi pada kecepatan potong tinggi (dari 500 m / menit sampai 2700 m / Min saat mengolah aluminium).

Untuk pengolahan bagian yang tahan terhadap karat dan suhu tinggi, alat dari serangkaian alloy OM halus digunakan. Brand VK6-OM cocok untuk finishing, dan VK10-OM dan VK15-OM - untuk semi-finished dan kasar.

Yang lebih efektif lagi bila bekerja dengan bagian "sulit" adalah bahan alat super keras seri BK10-XOM dan VK15-HOM. Pada mereka, tantalum karbida diganti dengan kromium karbida, yang membuat mereka lebih tahan lama meski saat terkena suhu tinggi.

Untuk meningkatkan tingkat kekuatan pelat dari padatan, gunakan pelapisnya dengan film pelindung. Carbide, nitrida dan titan carbonite digunakan, yang diaplikasikan pada lapisan yang sangat tipis. Ketebalannya dari 5 sampai 10 pm. Akibatnya, lapisan titanium karbida berbutir halus terbentuk. Tingkat daya tahan pelat tersebut tiga kali lebih tinggi dari pada pelat tanpa lapisan khusus, yang meningkatkan kecepatan potong hingga 30%.

Dalam beberapa kasus, bahan yang digunakan dari sermet, yang diperoleh dari aluminium oksida dengan penambahan tungsten, titanium, tantalum dan kobalt.

Keramik mineral

Untuk alat pemotong menggunakan keramik mineral ЦMari-332. Dia tahan terhadap suhu tinggi. Indeks kekerasan HRC adalah antara 89 dan 95 pada 1200 ° C. Selain itu, material ini ditandai dengan ketahanan aus, yang memungkinkan pengerjaan baja, besi cor dan paduan non-ferrous pada kecepatan potong tinggi.

Untuk membuat alat pemotong, juga gunakan cermet dari seri B. Dasarnya terbuat dari oksida dan karbida. Pengenalan mineral karbida logam karbida, serta molibdenum dan kromium, membantu mengoptimalkan sifat fisik dan mekanik dari cermet dan menghilangkan kerapuhannya. Meningkatkan kecepatan potong. Semi-cleaning dan finishing dengan perangkat berbasis cermet digunakan untuk besi tuang abu-abu , baja keras dan sejumlah logam non-ferrous. Prosesnya dilakukan pada kecepatan 435-1000 m / menit. Keramik untuk pemotongan tahan terhadap suhu. Kekerasannya pada skala adalah HRC 90-95 pada suhu 950-1100 ° C.

Untuk pengerjaan besi tempa besi, melewati pengerasan, tahan lama, serta fiberglass, alat digunakan, bagian pemotongannya terbuat dari bahan padat yang mengandung boron nitrida dan berlian. Indeks kekerasan elbor (boron nitrida) hampir sama dengan berlian. Daya tahan terhadap suhu dua kali lebih tinggi dari yang terakhir. Elbor ditandai dengan inertness terhadap bahan besi. Batas tingkat kekuatan polikristal pada kompresi adalah 4-5 GPa (400-500 kgf / mm ² ), dan pada bending - 0,7 GPa (70 kgf / mm ² ). Ketahanan terhadap suhu sampai batas 1350-1450 ° C.

Juga perlu dicatat berlian pada dasar sintetis ballas dari seri ASB dan carbonado dari seri ASPK. Aktivitas kimiawi yang terakhir ke bahan yang mengandung karbon lebih tinggi. Itu sebabnya digunakan untuk mempertajam detil dari logam non-ferrous, paduan dengan kandungan silikon tinggi, bahan keras VK10, VK30, dan juga permukaan non-logam.

Indikator daya tahan pemotong karbonat adalah 20-50 kali lebih tinggi dari pada paduan keras.

Apa paduan yang umum di industri ini?

Materi alat diproduksi di seluruh dunia. Jenis yang digunakan di Rusia, Amerika Serikat dan Eropa, untuk sebagian besar tidak mengandung tungsten. Mereka termasuk dalam seri CST016 dan TN020. Model ini menjadi pengganti merek T15K6, T14K8 dan VK8. Mereka digunakan untuk mengolah baja untuk struktur, stainless steel dan bahan perkakas.

Persyaratan baru untuk bahan perkakas adalah karena defisit tungsten dan kobalt. Faktor ini terkait dengan fakta bahwa di Amerika Serikat, Eropa dan Rusia, metode alternatif untuk mendapatkan paduan keras baru yang tidak mengandung tungsten terus dikembangkan.

Misalnya, bahan alat yang diproduksi oleh perusahaan Amerika Adamas Carbide Co seri Titan 50, 60, 80, 100 mengandung karbida, titanium dan molibdenum. Kenaikan angka tersebut menunjukkan tingkat kekuatan material. Karakteristik bahan perkakas dari rilis ini menyiratkan tingkat kekuatan yang tinggi. Misalnya, seri Titan100 memiliki kekuatan 1000 MPa. Dia adalah pesaing keramik.