برش فلزات اساسی ترین روش فرآوری در صنعت تولید است.این فرآیند استفاده از ابزارهای برش برای برش مواد اضافی از قطعات ماشینکاری شده است تا قطعات واجد شرایط به دست آید.انتخاب مواد ابزار مناسب نقش حیاتی در راندمان ماشینکاری و کیفیت ماشینکاری دارد.ابزارهای برش با کیفیت بالا باید دارای سختی و مقاومت در برابر سایش، استحکام و چقرمگی کافی، مقاومت در برابر حرارت بالا، قابلیت پردازش و صرفه جویی خوب، هدایت حرارتی خوب و ضریب انبساط کم باشند.در انواع مواد، ممکن است عملکردهای متفاوتی برای جنبه های فوق وجود داشته باشد، که این امر مستلزم آن است که پرسنل پردازش به طور جامع الزامات همه جنبه ها را تجزیه و تحلیل کنند و ایده آل ترین نتیجه را انتخاب کنند.
مواد ابزار پرکاربرد عمدتا به چهار دسته تقسیم می شوند: فولاد ابزار، کاربید سیمانی، سرامیک و مواد ابزار فوق سخت.بیایید ببینیم این چهار دسته چه ویژگی هایی دارند.
برش فولادی ابزار
فولاد ابزار مورد استفاده برای ساخت ابزارهای برش شامل فولاد ابزار کربنی، فولاد ابزار آلیاژی و فولاد پرسرعت است.ویژگی های اصلی آن مقاومت در برابر حرارت ضعیف اما مقاومت خمشی بالا، قیمت پایین و عملکرد جوش و سنگ زنی خوب است.ابزارهای قالب گیری که در برش با سرعت متوسط و کم کاربرد فراوانی دارند، برای برش با سرعت بالا مناسب نیستند.
ابزار کربن متعلق به فولاد غیر آلیاژی با کیفیت خاص، با ماشین کاری خوب و قیمت پایین است.آنها به مقدار زیادی در فولاد ابزار استفاده می شوند.فولاد ابزار کربنی می تواند پس از عملیات حرارتی سختی بالایی به دست آورد، اما زمانی که دمای برش بالاتر از 250 تا 300 ℃ باشد، مارتنزیت تجزیه می شود و سختی را کاهش می دهد.علاوه بر این، توزیع کاربید آن ناهموار است، تغییر شکل آن پس از کوئنچ زیاد است، به راحتی ایجاد ترک می شود و سختی پذیری آن ضعیف است و لایه سخت کننده آن نازک است.این فقط برای ابزارهای برش با سرعت کم مانند فایل ها، تیغه های اره دستی و غیره مناسب است.
فولاد ابزار آلیاژی نوعی فولاد است که کروم، تنگستن، وانادیم و سایر عناصر آلیاژی را بر اساس فولاد ابزار کربنی حرارت می دهد تا سختی، چقرمگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر حرارت را بهبود بخشد.سختی حرارتی به 325 تا 400 درجه سانتیگراد می رسد و سرعت برش مجاز 10 تا 15 متر در دقیقه است.بنابراین، عمدتاً برای ابزارهای ماشینکاری با سرعت پایین مانند شیر، قالب و غیره استفاده می شود.
فولاد پرسرعت فولاد ابزاری با سختی و مقاومت در برابر سایش بالا است که حاوی تنگستن، مولیبدن، کروم، وانادیم و عناصر دیگر است.این دارای خواص جامع خوبی است و یک ماده ابزار با گسترده ترین طیف کاربردها است.پس از عملیات حرارتی، سختی فولاد پرسرعت به 62 تا 66 ساعت می رسد، استحکام خمشی 3.3 گیگا پاسکال است، مقاومت حرارتی حدود 600 درجه سانتیگراد است، و تغییر شکل عملیات حرارتی کوچک است، می توان آن را جعل کرد و به راحتی قابل جعل است. لبه های تیز را آسیاب کنید.معمولاً برای ساخت ابزارهای شکل دهی و ابزارهای پردازش سوراخ با ساختارهای پیچیده استفاده می شود.
برش کاربید
کاربید سیمانی یک ماده آلیاژی است که از ترکیبات سخت فلزات نسوز و اتصال فلزات توسط متالورژی پودر ساخته شده است.از نظر سختی، استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر از فولاد ابزار است.این یکی از مهمترین مواد ابزار امروزی است.سرعت برش ابزار کاربید سیمانی 4 تا 7 برابر سریعتر از فولاد پرسرعت است و عمر مفید آن 5 تا 80 برابر بیشتر است، اما عیب آن این است که شکننده هستند و نمی توان آنها را به ابزارهای یکپارچه با اشکال پیچیده تبدیل کرد. بنابراین اغلب آنها را به تیغه هایی می سازند که سپس بر روی بدنه ابزار نصب می شوند یا با جوش، اتصال، گیره مکانیکی و روش های دیگر می میرند.
ابزار برش سرامیک
در سال‌های اخیر، با تعمیق تحقیقات در زمینه سرامیک‌های سازه‌ای با دمای بالا، عملکرد سرامیک‌های نیترید سیلیکون بهبود زیادی یافته است، به طوری که ابزار سرامیکی اکسید سیلیکون به سرعت توسعه یافته و به ابزاری جدید با سرعت برش سریعتر تبدیل شده است. و نسبت به ابزار کاربید سیمانی در برابر سایش مقاوم تر است.ابزار برش سرامیکی یک ماده ابزار برشی است که از آلومینا یا نیترید سیلیکون به عنوان ماتریس ساخته می شود و سپس مقدار کمی فلز به آن اضافه می شود که در دمای بالا پخته می شود.دارای ویژگی های سختی بالا، مقاومت در برابر سایش خوب، مقاومت در برابر حرارت قوی، خواص شیمیایی پایدار، ضریب اصطکاک کم، استحکام و چقرمگی کم و هدایت حرارتی کم است.بنابراین، برای ابزارهای برش برای ماشینکاری ریز مواد سخت با سرعت بالا مناسب است.
ابزار فوق العاده سخت
ابزارهای برش فوق سخت از الماس، نیترید بور مکعبی و مواد دیگر ساخته شده اند.آنها دارای خواص مکانیکی و فیزیکی عالی هستند و سختی آنها بسیار بالاتر از سه ماده ابزار برش فوق است.
نیترید بور مکعبی سختی، مقاومت در برابر حرارت و پایداری بالایی دارد و نسبت به عناصر گروه آهن بی اثر است.بنابراین برای ساخت ابزارهایی برای برش انواع فولادهای سخت سخت شده مانند فولاد ابزار کربنی، فولاد ابزار آلیاژی، فولاد پرسرعت و همچنین انواع پایه آهن، نیکل، کبالت و غیره مناسب است. قطعات اسپری حرارتیابزار الماس ماده ای با بالاترین سختی در طبیعت است.ابزار ساخته شده از آن کاربرد وسیع تری دارد و می تواند انواع مواد سخت و غیر سخت را پردازش کند.با این حال، الماس طبیعی گران است و عمدتا در ماشینکاری دقیق فلزات غیر آهنی و مواد غیر فلزی استفاده می شود.
با پیشرفت جامعه مدرن و تغییر سریع علم و فناوری، فرآوری مکانیکی مواد نیازهای بالاتر و بالاتری برای مواد ابزار برش دارد.بنابراین با تسلط و درک استفاده از ابزارهای برش مختلف و ویژگی های مواد می توان ابزارهای برش را بهتر انتخاب و به درستی استفاده کرد و قطعات دقیق تری ساخت.
