उपकरण सामग्री के लिए मुख्य आवश्यकताएं कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, गर्मी आदि हैं। इन मानदंडों का अनुपालन काटने की अनुमति देता है। संसाधित किए जा रहे उत्पाद की सतह परतों में घुसने के लिए, काम करने वाले हिस्से को काटने के लिए ब्लेड मजबूत मिश्र धातुओं से बने होने चाहिए। कठोरता प्राकृतिक या अर्जित की जा सकती है।
उदाहरण के लिए, कारखाने में बने टूल स्टील्स को काटना आसान है। यांत्रिक और थर्मल प्रसंस्करण के साथ-साथ पीसने और तेज करने के बाद, उनकी ताकत और कठोरता का स्तर बढ़ जाता है।
कठोरता कैसे निर्धारित की जाती है?
विशेषता को विभिन्न तरीकों से परिभाषित किया जा सकता है। टूल स्टील्स में रॉकवेल कठोरता है, कठोरता में एक संख्यात्मक पदनाम है, साथ ही ए, बी या सी (उदाहरण के लिए, एचआरसी) के पैमाने के साथ एचआर अक्षर है। उपकरण सामग्री का चुनाव संसाधित होने वाली धातु के प्रकार पर निर्भर करता है।
सबसे स्थिर प्रदर्शन और कम पहनने वाले ब्लेड जोगर्मी का इलाज किया गया है, 63 या 64 के एचआरसी के साथ प्राप्त किया जा सकता है। कम मूल्य पर, उपकरण सामग्री के गुण इतने अधिक नहीं होते हैं, और उच्च कठोरता पर, वे भंगुरता के कारण उखड़ने लगते हैं।
एचआरसी 30-35 की कठोरता वाली धातुएं लोहे के औजारों से पूरी तरह से मशीनीकृत होती हैं जिन्हें 63-64 के एचआरसी के साथ हीट ट्रीट किया गया है। इस प्रकार, कठोरता संकेतकों का अनुपात 1:2 है।
HRC 45-55 के साथ धातुओं को प्रोसेस करने के लिए ऐसे टूल्स का इस्तेमाल करना चाहिए, जो हार्ड एलॉय पर आधारित हों। इनका इंडेक्स एचआरए 87-93 है। कठोर स्टील्स पर सिंथेटिक-आधारित सामग्री का उपयोग किया जा सकता है।
उपकरण सामग्री की ताकत
काटने की प्रक्रिया के दौरान, काम करने वाले हिस्से पर 10 kN या उससे अधिक का बल लगाया जाता है। यह उच्च वोल्टेज को भड़काता है, जिससे उपकरण का विनाश हो सकता है। इससे बचने के लिए, काटने की सामग्री में उच्च सुरक्षा कारक होना चाहिए।
शक्ति विशेषताओं के सर्वोत्तम संयोजन में टूल स्टील्स होते हैं। उनमें से काम करने वाला हिस्सा पूरी तरह से भारी भार का सामना करता है और संपीड़न, मरोड़, झुकने और खींचने में कार्य कर सकता है।
उपकरण ब्लेड पर महत्वपूर्ण ताप तापमान का प्रभाव
जब धातुओं को काटते समय गर्मी निकलती है, तो उनके ब्लेड अधिक हद तक - सतहों को गर्म करने के अधीन होते हैं। जब तापमान महत्वपूर्ण चिह्न से नीचे होता है (प्रत्येक सामग्री के लिए इसका अपना होता है)संरचना और कठोरता नहीं बदलती है। यदि हीटिंग तापमान अनुमेय मानदंड से अधिक हो जाता है, तो कठोरता का स्तर गिर जाता है। महत्वपूर्ण तापमान को लाल कठोरता कहा जाता है।
"लाल कठोरता" शब्द का क्या अर्थ है?
लाल कठोरता किसी धातु का वह गुण है जो 600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म करने पर गहरे लाल रंग में चमकता है। शब्द का तात्पर्य है कि धातु अपनी कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बरकरार रखती है। इसके मूल में, यह उच्च तापमान का सामना करने की क्षमता है। विभिन्न सामग्रियों के लिए 220 से 1800 डिग्री सेल्सियस तक की सीमा है।
कटिंग टूल के प्रदर्शन को कैसे बढ़ाया जा सकता है?
काटने के उपकरण की उपकरण सामग्री को तापमान प्रतिरोध में वृद्धि और काटने के दौरान ब्लेड पर उत्पन्न गर्मी को हटाने में सुधार करते हुए कार्यक्षमता में वृद्धि की विशेषता है। गर्मी तापमान बढ़ाती है।
डिवाइस में ब्लेड की गहराई से जितनी अधिक गर्मी हटाई जाती है, उसकी संपर्क सतह पर तापमान उतना ही कम होता है। तापीय चालकता का स्तर संरचना और ताप पर निर्भर करता है।
उदाहरण के लिए, स्टील में टंगस्टन और वैनेडियम जैसे तत्वों की सामग्री इसकी तापीय चालकता में कमी का कारण बनती है, और टाइटेनियम, कोबाल्ट और मोलिब्डेनम का मिश्रण इसे बढ़ाता है।
स्लाइडिंग घर्षण का गुणांक क्या निर्धारित करता है?
स्लाइडिंग घर्षण का गुणांक सामग्री के संपर्क जोड़े की संरचना और भौतिक गुणों के साथ-साथ सतहों पर तनाव मान पर निर्भर करता है,घर्षण और पर्ची के अधीन। गुणांक सामग्री के पहनने के प्रतिरोध को प्रभावित करता है।
संसाधित सामग्री के साथ उपकरण की बातचीत निरंतर चलती संपर्क के साथ आगे बढ़ती है।
इस मामले में वाद्य सामग्री कैसे व्यवहार करती है? उनमें से प्रकार समान रूप से खराब हो जाते हैं।
उनकी विशेषता है:
- जिस धातु के संपर्क में आता है उसे मिटाने की क्षमता;
- पहनने के लिए प्रतिरोध दिखाने की क्षमता, यानी किसी अन्य सामग्री के घर्षण का विरोध करना।
ब्लेड वियर हर समय होता है। इसके परिणामस्वरूप, उपकरण अपने गुणों को खो देते हैं, और उनकी कार्यशील सतह का आकार भी बदल जाता है।
काटने की स्थिति के आधार पर पहनने का प्रतिरोध भिन्न हो सकता है।
टूल स्टील्स को किन समूहों में बांटा गया है?
मुख्य वाद्य सामग्री को निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
- सिरमेट (हार्ड एलॉय);
- सिरमेट, या खनिज सिरेमिक;
- सिंथेटिक सामग्री पर आधारित बोरॉन नाइट्राइड;
- सिंथेटिक हीरे;
- कार्बन आधारित टूल स्टील्स।
उपकरण लोहा कार्बन, मिश्र धातु और उच्च गति हो सकता है।
कार्बन आधारित टूल स्टील्स
उपकरण बनाने में कार्बनयुक्त पदार्थों का प्रयोग होने लगा। इनकी काटने की गति धीमी होती है।
टूल स्टील्स को कैसे चिह्नित किया जाता है? सामग्री को एक अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है (उदाहरण के लिए, "यू" का अर्थ कार्बन है), साथ ही एक संख्या (कार्बन सामग्री के प्रतिशत के दसवें के संकेतक)। अंकन के अंत में "ए" अक्षर की उपस्थिति स्टील की उच्च गुणवत्ता (सल्फर और फास्फोरस जैसे पदार्थों की सामग्री 0.03% से अधिक नहीं) को इंगित करती है।
कार्बन सामग्री में 62-65 एचआरसी की कठोरता और कम तापमान प्रतिरोध है।
आरी के निर्माण में U9 और U10A ग्रेड टूल सामग्री का उपयोग किया जाता है, और U11, U11A और U12 श्रृंखला को हैंड टैप और अन्य टूल के लिए डिज़ाइन किया गया है।
U10A, U13A श्रृंखला स्टील्स के तापमान प्रतिरोध का स्तर 220 डिग्री सेल्सियस है, इसलिए ऐसी सामग्री से बने उपकरणों का उपयोग 8-10 मीटर/मिनट की काटने की गति से करने की सिफारिश की जाती है।
मिश्रित लोहा
मिश्रित उपकरण सामग्री क्रोमियम, क्रोमियम-सिलिकॉन, टंगस्टन और क्रोमियम-टंगस्टन हो सकती है, जिसमें मैंगनीज का मिश्रण होता है। ऐसी श्रृंखला संख्याओं द्वारा इंगित की जाती है, और उनमें अक्षर चिह्न भी होते हैं। यदि तत्व की सामग्री 1% से कम है, तो पहला बायां आंकड़ा दसवें में कार्बन सामग्री के गुणांक को इंगित करता है। दाईं ओर की संख्या प्रतिशत के रूप में औसत मिश्र धातु सामग्री का प्रतिनिधित्व करती है।
उपकरण सामग्री ग्रेड X नल और डाई बनाने के लिए उपयुक्त है। B1 स्टील छोटे ड्रिल, नल और रीमर बनाने के लिए उपयुक्त है।
मिश्रित पदार्थों का तापमान प्रतिरोध स्तर 350-400 डिग्री सेल्सियस है, इसलिए काटने की गति की तुलना में डेढ़ गुना तेज हैकार्बन मिश्र धातु।
उच्च-मिश्र धातु वाले स्टील्स किसके लिए उपयोग किए जाते हैं?
विभिन्न फास्ट कटिंग टूल सामग्री का उपयोग ड्रिल, काउंटरसिंक और नल के निर्माण में किया जाता है। उन्हें अक्षरों के साथ-साथ संख्याओं के साथ लेबल किया जाता है। सामग्री के महत्वपूर्ण घटक टंगस्टन, मोलिब्डेनम, क्रोमियम और वैनेडियम हैं।
HSS को दो श्रेणियों में बांटा गया है: सामान्य और उच्च प्रदर्शन।
सामान्य प्रदर्शन स्टील्स
सामान्य स्तर के प्रदर्शन के साथ लोहे की श्रेणी में ग्रेड R18, R9, R9F5 और टंगस्टन मिश्र धातु शामिल हैं, जिसमें R6MZ, R6M5 श्रृंखला के मोलिब्डेनम का मिश्रण होता है, जो 620 ° C पर कम से कम HRC 58 की कठोरता बनाए रखता है।. कार्बन और कम मिश्र धातु स्टील्स, ग्रे कास्ट आयरन और अलौह मिश्र धातुओं के लिए उपयुक्त।
उच्च प्रदर्शन स्टील्स
इस श्रेणी में ग्रेड R18F2, R14F4, R6M5K5, R9M4K8, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2 शामिल हैं। वे 630 से 640 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एचआरसी 64 को बनाए रखने में सक्षम हैं। इस श्रेणी में सुपरहार्ड टूल सामग्री शामिल है। यह लोहे और मिश्र धातुओं के लिए डिज़ाइन किया गया है जो मशीन के लिए कठिन हैं, साथ ही टाइटेनियम भी।
हार्डमेटल्स
ऐसी सामग्री हैं:
- सिरमेट;
- खनिज सिरेमिक।
प्लेटों का आकार यांत्रिकी के गुणों पर निर्भर करता है। ये उपकरण उच्च गति सामग्री की तुलना में उच्च काटने की गति पर काम करते हैं।
धातु सिरेमिक
सिरमेट कार्बाइड हैं:
- टंगस्टन;
- टंगस्टन टाइटेनियम;
- टाइटेनियम और टैंटलम के समावेश के साथ टंगस्टन।
वीके श्रृंखला में टंगस्टन और टाइटेनियम शामिल हैं। इन घटकों पर आधारित उपकरणों ने पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि की है, लेकिन उनके प्रभाव प्रतिरोध का स्तर कम है। इस आधार पर उपकरणों का उपयोग कच्चा लोहा प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।
टंगस्टन-टाइटेनियम-कोबाल्ट मिश्र धातु सभी प्रकार के लोहे पर लागू होती है।
टंगस्टन, टाइटेनियम, टैंटलम और कोबाल्ट के संश्लेषण का उपयोग विशेष मामलों में किया जाता है जब अन्य सामग्री अप्रभावी होती है।
कार्बाइड ग्रेड उच्च स्तर के तापमान प्रतिरोध की विशेषता है। टंगस्टन से बनी सामग्री एचआरसी 83-90 के साथ अपने गुणों को बनाए रख सकती है, और टाइटेनियम के साथ टंगस्टन - एचआरसी 87-92 के साथ 800 से 950 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, जो उच्च काटने की गति (500 मीटर / मिनट से) पर काम करना संभव बनाता है। 2700 मीटर / मिनट जब मशीनिंग एल्यूमीनियम)।
जंग और उच्च तापमान के प्रतिरोधी मशीनिंग भागों के लिए, ओएम फाइन-ग्रेन मिश्र धातु श्रृंखला के उपकरणों का उपयोग किया जाता है। ग्रेड VK6-OM फिनिशिंग के लिए उपयुक्त है, जबकि VK10-OM और VK15-OM सेमी-फिनिशिंग और रफिंग के लिए उपयुक्त हैं।
"मुश्किल" भागों के साथ काम करते समय और भी अधिक कुशल BK10-XOM और BK15-XOM श्रृंखला की सुपरहार्ड टूल सामग्री हैं। वे टैंटलम कार्बाइड को क्रोमियम कार्बाइड से बदल देते हैं, जिससे वे उच्च तापमान के अधीन होने पर भी अधिक टिकाऊ हो जाते हैं।
सॉलिड प्लेट की मजबूती के स्तर को बढ़ाने के लिए, वे इसे एक सुरक्षात्मक फिल्म के साथ लेप करने का सहारा लेते हैं। टाइटेनियम कार्बाइड, नाइट्राइड और कार्बोनाइट का उपयोग किया जाता है, जो बहुत पतली परत में लगाया जाता है। मोटाई 5 से 10 माइक्रोन तक है। नतीजतन, बारीक-बारीक टाइटेनियम कार्बाइड की एक परत बनती है। इन इंसर्ट में अनकोटेड इंसर्ट का टूल लाइफ तीन गुना है, जिससे कटिंग स्पीड 30% बढ़ जाती है।
कुछ मामलों में, सेरमेट सामग्री का उपयोग किया जाता है, जो टंगस्टन, टाइटेनियम, टैंटलम और कोबाल्ट के अतिरिक्त एल्यूमीनियम ऑक्साइड से प्राप्त किया जाता है।
खनिज सिरेमिक
खनिज सिरेमिक TsM-332 का उपयोग उपकरण काटने के लिए किया जाता है। इसमें उच्च तापमान प्रतिरोध है। कठोरता सूचकांक एचआरसी 89 से 95 तक 1200 डिग्री सेल्सियस पर है। इसके अलावा, सामग्री को पहनने के प्रतिरोध की विशेषता है, जो उच्च काटने की गति पर स्टील, कच्चा लोहा और अलौह मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण की अनुमति देता है।
काटने के उपकरण बनाने के लिए बी-सीरीज सेरमेट का भी उपयोग किया जाता है यह ऑक्साइड और कार्बाइड पर आधारित होता है। खनिज सिरेमिक की संरचना में धातु कार्बाइड, साथ ही मोलिब्डेनम और क्रोमियम की शुरूआत, सेरमेट के भौतिक और यांत्रिक गुणों को अनुकूलित करने में मदद करती है और इसकी भंगुरता को समाप्त करती है। काटने की गति बढ़ जाती है। सेरमेट-आधारित टूल के साथ सेमी-फ़िनिशिंग और फ़िनिशिंग ग्रे डक्टाइल आयरन, हार्ड-टू-मशीन स्टील और कई अलौह धातुओं के लिए उपयुक्त है। प्रक्रिया 435-1000 मीटर / मिनट की गति से की जाती है। सिरेमिक काटना तापमान प्रतिरोधी है। इसकी कठोरता एचआरसी है90-95 पर 950-1100 °С.
कठोर लोहे, टिकाऊ कच्चा लोहा, साथ ही फाइबरग्लास के प्रसंस्करण के लिए, एक उपकरण का उपयोग किया जाता है, जिसके काटने वाले हिस्से को बोरॉन नाइट्राइड और हीरे युक्त ठोस पदार्थों से बनाया जाता है। एल्बोर (बोरॉन नाइट्राइड) का कठोरता सूचकांक हीरे के समान ही होता है। तापमान के लिए इसका प्रतिरोध बाद वाले की तुलना में दोगुना है। एल्बोर लोहे की सामग्री के लिए अपनी जड़ता से प्रतिष्ठित है। संपीड़न में इसके पॉलीक्रिस्टल की शक्ति सीमा 4-5 GPa (400-500 kgf/mm2) है, और झुकने में - 0.7 GPa (70 kgf/mm 2))। तापमान प्रतिरोध 1350-1450 डिग्री सेल्सियस तक है।
एएसबी सीरीज के सिंथेटिक-आधारित डायमंड बॉल्स और एएसपीके सीरीज के कार्बनडो भी उल्लेखनीय हैं। कार्बन युक्त पदार्थों के प्रति उत्तरार्द्ध की रासायनिक गतिविधि अधिक होती है। इसीलिए इसका उपयोग अलौह धातुओं, उच्च सिलिकॉन सामग्री वाले मिश्र धातुओं, कठोर सामग्री VK10, VK30, साथ ही गैर-धातु सतहों से बने भागों को तेज करते समय किया जाता है।
कार्बोनेड कटर का उपकरण जीवन कठोर मिश्र धातुओं की तुलना में 20-50 गुना अधिक होता है।
उद्योग में किन मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है?
वाद्य सामग्री पूरी दुनिया में जारी की जाती है। अधिकांश भाग के लिए रूस, संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में उपयोग किए जाने वाले प्रकारों में टंगस्टन नहीं होता है। वे KNT016 और TN020 श्रृंखला से संबंधित हैं। ये मॉडल T15K6, T14K8 और VK8 ब्रांडों के प्रतिस्थापन बन गए हैं। इनका उपयोग संरचनाओं, स्टेनलेस स्टील और उपकरण सामग्री के लिए स्टील के प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।
टंगस्टन की कमी के कारण उपकरण सामग्री के लिए नई आवश्यकताएं औरकोबाल्ट यह इस कारक के साथ है कि संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोपीय देशों और रूस में नए कठोर मिश्र धातुओं को प्राप्त करने के वैकल्पिक तरीके लगातार विकसित किए जा रहे हैं जिनमें टंगस्टन शामिल नहीं है।
उदाहरण के लिए, अमेरिकी कंपनी एडमास कार्बाइड कंपनी द्वारा निर्मित टाइटन 50, 60, 80, 100 श्रृंखला उपकरण सामग्री में कार्बाइड, टाइटेनियम और मोलिब्डेनम होते हैं। संख्या बढ़ाना सामग्री की ताकत की डिग्री को इंगित करता है। इस रिलीज की उपकरण सामग्री की विशेषता का तात्पर्य उच्च स्तर की ताकत से है। उदाहरण के लिए, Titan100 श्रृंखला में 1000 एमपीए की ताकत है। वह चीनी मिट्टी की चीज़ें की प्रतियोगी हैं।
