Mahitaji makuu ya nyenzo za zana ni ugumu, uwezo wa kustahimili kuvaa, joto, n.k. Kuzingatia vigezo hivi huruhusu kukata. Ili kupenya ndani ya tabaka za uso wa bidhaa zinazosindika, vile vya kukata sehemu ya kazi lazima zifanywe kwa aloi kali. Ugumu unaweza kuwa wa asili au kupatikana.
Kwa mfano, vyuma vilivyotengenezwa kiwandani ni rahisi kukata. Baada ya usindikaji wa mitambo na mafuta, pamoja na kusaga na kunoa, kiwango chao cha nguvu na ugumu huongezeka.
Ugumu umebainishwaje?
Tabia inaweza kubainishwa kwa njia tofauti. Vyuma vya zana vina ugumu wa Rockwell, ugumu una jina la nambari, pamoja na barua HR yenye kiwango cha A, B au C (kwa mfano, HRC). Uchaguzi wa nyenzo hutegemea aina ya chuma inayochakatwa.
Utendaji dhabiti zaidi na vilele vya chini vya kuvaazimetibiwa joto, zinaweza kupatikana kwa HRC ya 63 au 64. Kwa thamani ya chini, mali ya vifaa vya chombo sio juu sana, na kwa ugumu wa juu, huanza kubomoka kutokana na brittleness.
Vyuma vilivyo na ugumu wa HRC 30-35 vimeundwa kikamilifu kwa zana za chuma ambazo zimetiwa joto kwa HRC ya 63-64. Kwa hivyo, uwiano wa viashirio vya ugumu ni 1:2.
Ili kuchakata metali kwa kutumia HRC 45-55, zana zinapaswa kutumika, ambazo zinatokana na aloi ngumu. Kiashiria chao ni HRA 87-93. Nyenzo za syntetisk zinaweza kutumika kwenye vyuma vigumu.
Uimara wa nyenzo za zana
Wakati wa mchakato wa kukata, nguvu ya kN 10 au zaidi inatumika kwenye sehemu ya kazi. Inakera voltage ya juu, ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa chombo. Ili kuepuka hili, nyenzo za kukata lazima ziwe na kipengele cha usalama cha juu.
Mchanganyiko bora zaidi wa sifa za uimara una vyuma vya zana. Sehemu inayofanya kazi iliyotengenezwa nayo inastahimili mizigo mizito kwa ukamilifu na inaweza kufanya kazi katika mgandamizo, msokoto, kupinda na kunyoosha.
Athari ya halijoto muhimu ya kuongeza joto kwenye blade za zana
Joto linapotolewa wakati wa kukata metali, blau zake huathiriwa na joto, kwa kiwango kikubwa - nyuso. Wakati hali ya joto iko chini ya alama muhimu (kwa kila nyenzo ina yake mwenyewe)muundo na ugumu hazibadilika. Ikiwa hali ya joto inapokanzwa inakuwa ya juu kuliko kawaida inaruhusiwa, basi kiwango cha ugumu hupungua. Halijoto muhimu inaitwa ugumu nyekundu.
Neno "ugumu nyekundu" linamaanisha nini?
Ugumu mwekundu ni sifa ya chuma kung'aa nyekundu iliyokolea inapokanzwa hadi joto la 600 °C. Neno hilo linamaanisha kuwa chuma huhifadhi ugumu wake na upinzani wa kuvaa. Katika msingi wake, ni uwezo wa kuhimili joto la juu. Kwa vifaa tofauti kuna kikomo, kutoka 220 hadi 1800 ° C.
Utendaji wa zana za kukata unawezaje kuongezeka?
Nyenzo za zana za zana ya kukata zina sifa ya kuongezeka kwa utendakazi huku zikiongeza upinzani wa halijoto na kuboresha uondoaji wa joto linalozalishwa kwenye blade wakati wa kukata. Joto huongeza halijoto.
Kadiri joto linavyozidi kutolewa kutoka kwenye blade ndani ya kifaa, ndivyo halijoto inavyopungua kwenye sehemu ya kugusa. Kiwango cha uwekaji mafuta hutegemea muundo na upashaji joto.
Kwa mfano, maudhui ya vipengee kama vile tungsten na vanadium katika chuma husababisha kupungua kwa utendakazi wake wa joto, na mchanganyiko wa titanium, kob alti na molybdenum husababisha kuongezeka.
Ni nini huamua mgawo wa msuguano wa kuteleza?
Mgawo wa msuguano wa kuteleza hutegemea muundo na sifa halisi za jozi zinazogusana za nyenzo, na vile vile thamani ya mkazo kwenye nyuso,inakabiliwa na msuguano na kuteleza. Mgawo huathiri upinzani wa uvaaji wa nyenzo.
Muingiliano wa zana na nyenzo ambayo imechakatwa huendelea na mguso unaosonga mara kwa mara.
Nyenzo za ala hufanyaje katika kesi hii? Aina zao huchakaa kwa usawa.
Zina sifa ya:
- uwezo wa kufuta chuma kinachogusana nacho;
- uwezo wa kustahimili uvaaji, yaani, kustahimili mkunjo wa nyenzo nyingine.
Blade wear hufanyika kila wakati. Kutokana na hili, vifaa vinapoteza sifa zake, na umbo la uso wake wa kufanya kazi pia hubadilika.
Uhimili wa uvaaji unaweza kutofautiana kulingana na hali ya kukata.
Vyuma vya zana vimegawanywa katika vikundi gani?
Nyenzo kuu za ala zinaweza kugawanywa katika kategoria zifuatazo:
- cermet (aloi ngumu);
- cermets, au kauri za madini;
- boroni nitridi kulingana na nyenzo ya usanii;
- almasi za kutengeneza;
- Vita vya chuma vinavyotokana na kaboni.
Aini ya zana inaweza kuwa kaboni, aloi na kasi ya juu.
Vita vya kaboni
Nyenzo za kaboni zilianza kutumika kutengeneza zana. Kasi yao ya kukata ni ndogo.
Vita vya zana vinawekwa alama gani? Nyenzo huteuliwa na barua (kwa mfano, "U" inamaanisha kaboni), pamoja na nambari (viashiria vya sehemu ya kumi ya asilimia ya maudhui ya kaboni). Kuwepo kwa herufi "A" mwishoni mwa kuashiria kunaonyesha ubora wa juu wa chuma (yaliyomo katika vitu kama vile sulfuri na fosforasi haizidi 0.03%).
Nyenzo za kaboni zina ugumu wa 62-65 HRC na ukinzani wa halijoto ya chini.
Madaraja ya U9 na U10A ya nyenzo za zana hutumika katika utengenezaji wa misumeno, na mfululizo wa U11, U11A na U12 umeundwa kwa ajili ya kugonga kwa mkono na zana zingine.
Kiwango cha upinzani wa joto cha U10A, U13A mfululizo wa vyuma ni 220 °C, kwa hivyo inashauriwa kutumia zana zilizotengenezwa kwa nyenzo hizo kwa kasi ya kukata 8-10 m/min.
Alloyed iron
Nyenzo za zana zilizounganishwa zinaweza kuwa chromium, chromium-silicon, tungsten na chromium-tungsten, pamoja na mchanganyiko wa manganese. Mfululizo huo unaonyeshwa kwa nambari, na pia wana alama za barua. Kielelezo cha kwanza kushoto kinaonyesha mgawo wa maudhui ya kaboni katika sehemu ya kumi ikiwa maudhui ya kipengele ni chini ya 1%. Nambari zilizo upande wa kulia zinawakilisha wastani wa maudhui ya aloi kama asilimia.
Nyenzo za zana za daraja la X zinafaa kwa kutengeneza bomba na kufa. Chuma cha B1 kinafaa kwa kutengenezea vichimbaji vidogo, bomba na viboreshaji tena.
Kiwango cha kustahimili halijoto ya dutu aloi ni 350-400 °C, kwa hivyo kasi ya kukata ni mara moja na nusu zaidi kuliko kwaaloi ya kaboni.
Vita vya aloi ya juu vinatumika kwa matumizi gani?
Nyenzo mbalimbali za zana za kukata haraka hutumika katika utengenezaji wa visima, sinki za kuhesabu na kugonga. Zimeandikwa kwa herufi na nambari. Viumbe muhimu vya nyenzo ni tungsten, molybdenum, chromium na vanadium.
HSS imegawanywa katika makundi mawili: utendaji wa kawaida na wa juu.
Vyuma vya utendaji wa kawaida
Aina ya chuma yenye kiwango cha kawaida cha ufaulu ni pamoja na darasa la R18, R9, R9F5 na aloi za tungsten zilizo na mchanganyiko wa molybdenum ya mfululizo wa R6MZ, R6M5, ambayo hubakiza ugumu wa angalau HRC 58 katika 620 ° C.. Inafaa kwa vyuma vya kaboni na aloi ya chini, chuma cha kutupwa kijivu na aloi zisizo na feri.
Vyuma vya utendaji wa juu
Aina hii inajumuisha gredi R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Wana uwezo wa kudumisha HRC 64 kwenye joto kutoka 630 hadi 640 °C. Aina hii inajumuisha nyenzo za zana ngumu zaidi. Imeundwa kwa ajili ya chuma na aloi ambazo ni vigumu kuchanika, pamoja na titanium.
Vyuma ngumu
Nyenzo kama hizo ni:
- cermet;
- kauri ya madini.
Muundo wa sahani hutegemea sifa za mekanika. Zana hizi hufanya kazi kwa kasi ya juu ya kukata ikilinganishwa na nyenzo za kasi kubwa.
Kauri za chuma
Kabidi za Cermet ni:
- tungsten;
- tungsten titanium;
- tungsten pamoja na titanium na tantalum.
Mfululizo wa VK unajumuisha tungsten na titani. Vyombo vinavyotokana na vipengele hivi vimeongeza upinzani wa kuvaa, lakini kiwango chao cha upinzani wa athari ni cha chini. Vifaa kwa misingi hii hutumika kuchakata chuma cha kutupwa.
Aloi ya Tungsten-titanium-cob alt inatumika kwa aina zote za chuma.
Muundo wa tungsten, titani, tantalamu na kob alti hutumika katika hali maalum wakati nyenzo zingine hazifanyi kazi.
Alama za Carbide zina sifa ya kiwango cha juu cha kustahimili halijoto. Vifaa vilivyotengenezwa na tungsten vinaweza kudumisha mali zao na HRC 83-90, na tungsten na titani - na HRC 87-92 kwa joto la 800 hadi 950 ° C, ambayo inafanya uwezekano wa kufanya kazi kwa kasi ya kukata (kutoka 500 m / min. hadi 2700 m /min wakati wa kutengeneza alumini).
Kwa sehemu za uchakataji zinazostahimili kutu na halijoto ya juu, zana kutoka kwa safu ya aloi ya OM fine-grain alloy hutumiwa. Daraja la VK6-OM linafaa kwa kumalizia, ilhali VK10-OM na VK15-OM zinafaa kwa kumaliza nusu na kusawazisha.
Ufanisi zaidi unapofanya kazi na sehemu "ngumu" ni nyenzo za zana ngumu zaidi za mfululizo wa BK10-XOM na BK15-XOM. Hubadilisha tantalum carbide na chromium carbudi, hivyo kuifanya idumu zaidi hata inapoathiriwa na halijoto ya juu.
Ili kuongeza kiwango cha uimara cha bati gumu, wanaamua kuipaka kwa filamu ya kinga. Carbudi ya titanium, nitridi na carbonite hutumiwa, ambayo hutumiwa kwenye safu nyembamba sana. Unene ni kutoka microns 5 hadi 10. Matokeo yake, safu ya carbudi ya titanium yenye nafaka nzuri huundwa. Viingilio hivi vina mara tatu ya maisha ya zana ya viingilio visivyofunikwa, na hivyo kuongeza kasi ya kukata kwa 30%.
Katika baadhi ya matukio, nyenzo za cermet hutumiwa, ambazo hupatikana kutoka kwa oksidi ya alumini na kuongezwa kwa tungsten, titanium, tantalum na cob alt.
Kauri za madini
Kauri za madini TsM-332 hutumika kwa zana za kukata. Ina upinzani wa joto la juu. Fahirisi ya ugumu HRC ni kutoka 89 hadi 95 kwa 1200 °C. Pia, nyenzo hiyo ina sifa ya upinzani wa kuvaa, ambayo inaruhusu usindikaji wa chuma, chuma cha kutupwa na aloi zisizo na feri kwa kasi ya kukata.
Ili kutengeneza zana za kukata, B-series cermet pia hutumiwa. Inategemea oksidi na carbudi. Kuanzishwa kwa carbudi ya chuma, pamoja na molybdenum na chromium katika muundo wa keramik ya madini, husaidia kuboresha sifa za kimwili na mitambo ya cermet na kuondokana na brittleness yake. Kasi ya kukata imeongezeka. Kumaliza nusu na kumaliza kwa chombo cha msingi cha cermet kinafaa kwa chuma cha kijivu cha ductile, chuma cha ngumu-mashine na idadi ya metali zisizo na feri. Mchakato unafanywa kwa kasi ya 435-1000 m / min. Kukata keramik ni sugu kwa joto. Ugumu wake ni HRC90-95 kwa 950-1100 °С.
Kwa usindikaji wa chuma ngumu, chuma cha kutupwa kinachodumu, pamoja na glasi ya nyuzi, chombo hutumiwa, sehemu yake ya kukata imetengenezwa kutoka kwa dutu ngumu iliyo na nitridi ya boroni na almasi. Fahirisi ya ugumu wa elbor (nitridi ya boroni) ni sawa na ile ya almasi. Upinzani wake kwa joto ni mara mbili ya mwisho. Elbor inatofautishwa na inertness yake kwa nyenzo za chuma. Kikomo cha nguvu cha polycrystals zake katika mgandamizo ni 4-5 GPa (400-500 kgf/mm2), na katika kupinda - 0.7 GPa (70 kgf/mm 2). Upinzani wa halijoto ni hadi 1350-1450 °C.
Pia cha kustaajabisha ni balla za almasi zilizosanifiwa za mfululizo wa ASB na carbonado ya mfululizo wa ASPK. Shughuli ya kemikali ya mwisho kuelekea nyenzo zenye kaboni ni kubwa zaidi. Ndiyo maana hutumika wakati wa kunoa sehemu zilizotengenezwa kwa metali zisizo na feri, aloi zilizo na silicon nyingi, nyenzo ngumu VK10, VK30, pamoja na nyuso zisizo za metali.
Muda wa maisha ya vikata kaboni ni mara 20-50 ya aloi ngumu.
Aloi zipi zinatumika viwandani?
Nyenzo za ala hutolewa kote ulimwenguni. Aina zinazotumiwa nchini Urusi, Marekani na Ulaya, kwa sehemu kubwa, hazina tungsten. Wao ni wa mfululizo wa KNT016 na TN020. Aina hizi zimekuwa mbadala wa chapa za T15K6, T14K8 na VK8. Hutumika kusindika vyuma vya miundo, chuma cha pua na nyenzo za zana.
Mahitaji mapya ya nyenzo za zana kutokana na uhaba wa tungsten nakob alti. Ni kwa sababu hii kwamba mbinu mbadala za kupata aloi mpya ngumu ambazo hazina tungsten zinaendelezwa kila mara nchini Marekani, nchi za Ulaya na Urusi.
Kwa mfano, nyenzo za mfululizo za Titan 50, 60, 80, 100 zinazotengenezwa na kampuni ya Marekani ya Adamas Carbide Co zina carbudi, titanium na molybdenum. Kuongezeka kwa nambari kunaonyesha kiwango cha nguvu ya nyenzo. Tabia ya vifaa vya chombo cha kutolewa hii ina maana ya kiwango cha juu cha nguvu. Kwa mfano, mfululizo wa Titan100 una nguvu ya 1000 MPa. Yeye ni mshindani wa kauri.
