Īsa diskusija par instrumentu materiālu klasifikāciju

 

Dažādos apstākļos ir dažādas griešanas metodes, un šādos gadījumos griezējinstrumentiem ir nepieciešamas noteiktas unikālas īpašības. Lai sasniegtu šo veiktspēju, griezējinstrumenti ir izgatavoti no dažādiem materiāliem. Materiāls, kas izvēlēts konkrētam lietojumam, ir atkarīgs no apstrādājamā materiāla, apstrādes veida un produkta daudzuma un kvalitātes.

Instrumentu materiālus var iedalīt vairākās kategorijās atkarībā no izmantotā materiāla:

 

1. Oglekļa instrumentu tērauds

2. Ātrgaitas tērauds (HSS)

3. Cementēts karbīds

4. Keramikas instrumenti

5. Kubiskais bora nitrīds (CBN)

6. Dimanta instrumenti

 

 

I Oglekļa instrumentu tērauds

 

Oglekļa instrumentu tērauds ir lēts metāla griešanas instruments, ko izmanto zema ātruma apstrādes darbībām. Šie vienkāršā oglekļa tērauda griezējinstrumenti satur 0.6-1,5% oglekļa un ļoti mazos daudzumos (mazāk nekā 0,5%) mangāna un silīcija. Lai mainītu cietību un graudu lielumu, tiek pievienoti citi metāli, piemēram, hroms un vanādijs.

 

Tērauds ar augstu oglekļa saturu ir nodilumizturīgs un spēj saglabāt asu griešanas malu. Oglekļa instrumentu tēraudam ir laba apstrādājamība, taču šis materiāls ātri zaudē savu cietību aptuveni 250 grādu temperatūrā.

 

Tāpēc to nevar izmantot augstas temperatūras lietojumos, tāpēc tas varētu būt neaizstājams dažās pašreizējās apstrādes darbībās.

 

Oglekļa tērauda instrumentus izmanto vītņurbjiem, frēzēšanas instrumentiem, virpošanas un formēšanas instrumentiem, un tie ir piemēroti tādiem mīkstiem materiāliem kā misiņš, alumīnijs un magnijs.

 

Temperatūras izturība: līdz 450 grādiem

Cietība: līdz HRC65

 

 

II ātrgaitas tērauds (HSS)

 

▲ HSS

 

Ātrgaitas tērauds ir augsta oglekļa tērauda veids, kas satur lielu daudzumu leģējošu elementu, piemēram, volframa, molibdēna un hroma. Šie elementi uzlabo rūdāmību, stingrību un nodilumizturību, nodrošinot lielāku metāla noņemšanas ātrumu.

 

Mērenā temperatūrā ap 650 grādiem tas zaudēs savu cietību.

 

Tāpēc, lai pagarinātu instrumenta kalpošanas laiku, jāizmanto dzesēšanas šķidrums. Ātrgaitas tēraudu var atkārtoti izmantot vairākas reizes, veicot atkārtotu slīpēšanu. Lai uzlabotu tā veiktspēju, ātrgaitas tēraudam tiek piemērotas noteiktas virsmas apstrādes metodes.

 

Ātrgaitas tērauda virsmas apstrāde:

Pulēšana:Samazina berzi

Nitrēšana:Palielina nodilumizturību

Hromēšana:Samazina berzi

Oksidācija:Samazina berzi

 

Ražošanai var izmantot ātrgaitas tērauda materiālus: urbjus, frēzes, spraugas utt.

 

Griešanas ātruma diapazons: Vc=30-50 metri/minūtē

Temperatūras izturība: līdz 650 grādiem

Cietība: līdz HRC67

 

 

III Cementēts karbīds

 

▲ Cementēts karbīds

 

Cementēta karbīda instrumentus ražo, izmantojot pulvermetalurģijas metodes. Tie sastāv no volframa, tantala un titāna karbīdiem ar kobaltu kā saistvielu (ja saistviela ir niķelis vai molibdēns, to sauc par metālkeramiku).

 

Cementēta karbīda instrumenti ir ārkārtīgi cieti un var izturēt ļoti liela ātruma griešanas darbības.

 

Cementēta karbīda instrumenti nezaudē savu cietību temperatūrā līdz 1000 grādiem.

 

Rupjēšanai tiek izmantoti instrumenti ar augstu kobalta saturu, bet apdarei ar zemu kobalta saturu.

 

Griešanas ātruma diapazons:Vc=60-200 metri/minūtē

Temperatūras izturība:Līdz 1000 grādiem

Cietība:Līdz HRC90

 

 

IV Keramikas materiāli

 

▲ Keramika

 

Visizplatītākie keramikas materiāli ir alumīnija oksīds un silīcija nitrīds. Keramikas materiāla pulveris tiek saspiests vēlamajā formā un pēc tam saķepināts.

 

Keramikas instrumenti ir ķīmiski inerti un izturīgi pret koroziju, ar augstu spiedes izturību. Tie saglabājas stabili temperatūrā līdz 1800 grādiem, darbojas 10 reizes ātrāk nekā HSS, tiem ir ļoti zema berze starp instrumenta virsmu un skaidām, un tiem ir zema siltumvadītspēja. Dzesēšanas šķidrums parasti nav nepieciešams, un keramikas instrumenti var nodrošināt ļoti smalku virsmas apdari.

 

Griešanas ātrums:Vc=300-600 metri/minūtē

Temperatūras izturība:Līdz 1200 grādiem

Cietība:Līdz HRC93

 

 

V kubiskais bora nitrīds (CBN)

 

▲ CBN

 

CBN ir otrs cietākais materiāls pēc dimanta, un to bieži izmanto manuālās iekārtās. Tam ir ļoti augsta nodilumizturība, un to parasti izmanto kā abrazīvu slīpripām. Asas malas nav ieteicamas lietošanai.

 

Griešanas ātrums:Vc=600-800 metri/minūtē

Cietība:Lielāks par HRC95

 

 

VI Dimants

 

▲ Dimants

 

Dimants ir viscietākais zināmais materiāls un arī visdārgākais. Tam ir lieliska siltumvadītspēja un augsts kušanas punkts. Dimanta instrumentiem ir izcila nodilumizturība, zems berzes koeficients un zema termiskā izplešanās. Tie ir ideāli piemēroti īpaši cietu materiālu, piemēram, karbīdu, nitrīdu un stikla, apstrādei.

 

Dimanta instrumenti nodrošina izcilu virsmas apdari un izmēru precizitāti.

 

Šodien mēs esam īsi apsprieduši dažādu instrumentu materiālu īpašības. Nav viena labākā materiāla, ir tikai vispiemērotākais.