Materiale pentru unelte de tăiat
Generalități și clasificare
Raționalitatea prelucrării mecanice a mașinilor-unelte în ceea ce privește unealta depinde de forma sa, de unghiurile sale caracteristice și mai ales de materialul din care este fabricat. În plus, mai ales instrumentul trebuie să aibă următoarele proprietăți:
- duritate la rece pentru tăierea materialelor;
- duritate la cald pentru tăiere chiar și în condiții severe de funcționare;
- rezistența la rezistența la impacturile continue la care este supusă inevitabil marginea de tăiere a sculei;
- rezistența la uzură, adică durata de viață fără variații excesive în forma inițială.
În funcție de compoziție, materialele pentru unelte sunt clasificate în:
- oțeluri carbon pentru scule;
- oțeluri de mare viteză și oțeluri de mare viteză ;
- aliaje turnate;
- carburi metalice sinterizate ;
- materiale ceramice ;
- nitrură de bor cubică ;
- diamant .
Ordinea listei este legată de viteza de tăiere crescândă treptat pe care o pot rezista materialele sculei și, cu excepția diamantului, indică secvența cronologică a descoperirii și adoptării lor de către industria mecanică.
Oțeluri carbon pentru scule
Această categorie include oțelurile cu carbon simplu și oțelurile cu carbon slab aliate. Primele au un procent de carbon de 1,00-1,30% și nu au elemente de aliere; au o duritate la rece ridicată (HRC = 65-70) care, totuși, scade rapid atunci când sunt încălzite chiar și pentru o perioadă scurtă de timp peste 200 ° C; din acest motiv, acestea sunt utilizate la prelucrarea la viteze reduse de tăiere și la prelucrarea materialelor nu foarte rezistente. Oțelurile carbon slab aliate, pe de altă parte, au un procent de carbon de 0,90-1,30% și elemente de aliere într-un procent mai mic de 0,5%: se pot găsi elemente precum crom, tungsten, vanadiu, molibden și mangan; aceste oțeluri au o duritate ușor mai mare decât cele precedente și o mențin la o temperatură ușor mai ridicată. Aplicațiile sunt aceleași ca și pentru oțelurile carbon simple anterioare.
Oțeluri rapide și super rapide
oțelurile de mare viteză au o compoziție chimică care include tungsten, crom, vanadiu, molibden pe lângă conținutul de carbon între 0,7-1,5%. Prezența elementelor de aliere menționate anterior caracterizează oțelul în felul următor:
- tungsten, conținut într-un procent variabil de la 1-20%; permite realizarea întăririi oțelurilor cu răcire relativ lentă, chiar și în curenți de aer simpli;
- crom, conținut într-un procent variabil de la 3,5-5%; accentuează formarea de carburi de tungsten și face structurile stabile la temperaturi ridicate;
- vanadiu, conținut într-un procent de aproximativ 2%; are o tendință ridicată de a forma carburi care duc la o rezistență crescută la uzură, rezistență și duritate la cald;
- molibden, un conținut procentual care este uneori între 0,5-08% sau alteori 4-10%; acest element înlocuiește parțial tungstenul
- manganul și siliciul, conținute în cantități limitate (mai puțin de 0,5%), au fost introduse ca agenți de dezoxidare în timpul topirii și conferă o rezistență mecanică mai mare.
Oțelurile de mare viteză au aceleași elemente ca și oțelurile de mare viteză și conțin, de asemenea, elementul de cobalt într-un procent variabil de la 4 la 12%. Cobaltul oferă tăișului o duritate mai mare și o rezistență mai mare la uzură chiar și la temperaturi de aproximativ 600 ° C.
Aliaje turnate
Aliajele turnate, numite și steliți sau extra duri, nu sunt oțeluri deoarece conțin fier în cantități limitate și se obțin prin topirea la o temperatură ridicată (aproximativ 2800 ° C) a următoarei compoziții:
- cobalt 30-50%
- crom 20-35%
- tungsten 10-20%
- molibden 10-20%
- fier 1-10%
- carbon aproximativ 2%
Proprietățile aliajelor turnate sunt o duritate foarte mare menținută chiar și la temperaturi relativ ridicate, dar rezistență scăzută la frig.
Carburi metalice sinterizate
Carburile metalice sinterizate sunt cunoscute și sub denumirea de metale dure, metale tip Widia , carboloy, adamas, carbodur, titanit etc. Acestea sunt obținute prin procesul de metalurgie a pulberilor, care permite fixarea ulterioară a plăcilor pe tija uneltei.
Principalele caracteristici pozitive ale crampoanelor:
- duritate ridicată, HRC = 78 menținută chiar și la cald: de fapt, la 800 ° C este încă HRC = 72;
- mare rezistență la compresiune ;
- modul de elasticitate ridicat : 600 kN / mm 2 .
Principalele caracteristici negative ale crampoanelor:
- rezistență redusă la tracțiune și flexiune;
- rezistență redusă;
- rezistență slabă la oboseală;
- coeficient de expansiune semnificativ mai mic decât cel al oțelului, aproximativ jumătate.
Proprietățile negative menționate mai sus pot fi evitate prin alegerea adecvată a formei plăcilor.
