7 Hauptarten von spanenden Werkstoffen

Nachfolgend einige Werkzeugmaterialien, die in der Reihenfolge aufgeführt sind, in der sie erfunden und implementiert wurden: 1. Kohlenstoffstahl 2. Schnellarbeitsstahl (HSS) 3. Hartmetalle 4. Stellit 5. Keramik 6. Kubisches Bornitrid (CBN) 7. Diamant.

Typ # 1 Kohlenstoffstahl:

Mittlerer oder kohlenstoffhaltiger Stahl enthält 1 - 1, 5% Kohlenstoff und wird seit 1870 als Werkzeugmaterial für allgemeine Zerspanungsarbeiten verwendet. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit sind einige Zusätze (Cromium und Wolfram) erforderlich. Der Stahl beginnt bei etwa 250 ° C seine Härte zu verlieren. Es wird nicht für moderne Bearbeitungsvorgänge bevorzugt, bei denen hohe Schnittgeschwindigkeiten und schwere Schnitte üblich sind.

Eigenschaften:

ich. Nur bei Temperaturen unter 250 ° C geeignet.

ii. Niedrige heiße Härte.

iii. Wird bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten verwendet.

Typ # 2. Schnellarbeitsstahl (HSS):

HSS ist ein spezieller Legierungsstahl. Es enthält Legierungselemente wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Cromium usw.

Es gibt drei allgemeine Arten von HSS, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind. 9.13

Die Legierungselemente erhöhen ihre Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Schneidfähigkeit. HSS behält seine Härte bei etwa 600 ° C. Es wird üblicherweise für Bohrer, Reibahlen, Räumgeräte, Fräser, Gewindebohrer, Drehmeißelwerkzeuge, Zahnräder usw. verwendet.

Eigenschaften:

ich. Heißhärte bis 600 ° C.

ii. Fähigkeit, bei hohen Geschwindigkeiten zu schneiden.

iii. Gute verschleißfestigkeit.

iv. Gute Zähigkeit, hohe Bruchfestigkeit.

v. Geeignet für Werkzeuge mit hohem positiven Spanwinkel.

vi. Geeignet für Werkzeugmaschinen mit geringer Steifigkeit, die Vibrationen und Rattern ausgesetzt sind.

Typ # 3. Hartmetalle:

Ein extrem hartes Material aus Wolframkarbidpulver. Zementcarbide werden aus einem Gemisch aus Wolfram, Titan, Tentalum und Kohlenstoff durch Pulvermetallurgieverfahren hergestellt. Hartmetallwerkzeuge werden üblicherweise in Form gelöteter oder eingespannter Spitzen verwendet.

Die Hartmetalle können in drei Gruppen unterteilt werden:

(a) Gerade Wolframkarbid (in einer Kobaltmatrix).

(b) Titan-Wolfram-Hartmetalle

Hohe Schnittgeschwindigkeiten können verwendet werden, und mit HSS schwer zu schneidendes Material kann leicht mit Hartmetallwerkzeugen bearbeitet werden.

Eigenschaften:

ich. Heißhärte bis 1000 ° C.

ii. Hohe Verschleiß- und Hitzebeständigkeit.

iii. Hohe Wärmeleitfähigkeit

iv. Hohe Druckfestigkeit (500 kg / mm ², 30 bis 50% höher als HSS).

v. Schnellere Abtragsrate.

vi. Hohe Schnittgeschwindigkeit (50 bis 350 m / min).

vii. Geringe spezifische Wärme.

viii. Geringe Wärmeausdehnung

ix. Sehr geringe Schlagfestigkeit.

x. Sehr Expansion.

Bewährt bei der Bearbeitung von Gusseisen und NE-Metallen mit viel höherer Geschwindigkeit als HSS. Beim Schneiden von Stahl sind sie jedoch weniger effektiv.

Typ # 4. Stellit:

Stellit ist eine NE-Legierung, die aus Kobalt, Wolfram und Chrom besteht. Es hat eine gute Stoßfestigkeit. Seine Heißhärte reicht von 700 bis 850 ° C. Sie werden für die Bearbeitung von Materialien wie Bronze und Temperguss usw. verwendet.

Typ # 5. Keramik:

Keramiken werden auch als Zementoxide bezeichnet. Der Hauptbestandteil der Keramik ist Aluminiumoxid. Eine bestimmte Menge Magnesiumoxid oder Titanoxid wird zusammen mit etwas Bindemittel zugegeben. Keramische Werkzeuge können hohen Temperaturen standhalten, ohne ihre Härte bis zu 1500 ° C zu verlieren. Sie sind gut verschleißfest, aber spröder. Keramische Werkzeuge werden in Form von Werkzeugspitzen zur Verfügung gestellt, die mit dem Schaft aus mittelhartem Kohlenstoffstahl verlötet sind.

Eigenschaften:

ich. Sehr hohe Heißhärte bis 1500 ° C.

ii. Extrem hohe Druckfestigkeit

iii. Es ist ziemlich spröde.

iv. Niedrige Wärmeleitfähigkeit, daher ist im Allgemeinen kein Kühlmittel erforderlich.

v. Niedriger Reibungskoeffizient zwischen Span, Werkstück und Werkzeugoberfläche.

vi. Kann bei höheren Schnittgeschwindigkeiten verwendet werden (2 bis 3 Mal als andere Schneidwerkzeuge).

vii. Keramische Werkzeuge erhalten einen negativen Spanwinkel von 5 bis 7 Grad, um die Schneidkante zu festigen.

Typ # 6. Kubisches Bornitrid (CBN):

CBN ist das derzeit härteste Material neben Diamant. CBN wird 1962 eingeführt. CBN wird hergestellt, indem eine 0, 5 bis 1 mm dicke polykristalline kubische Bornitridschicht durch Sintern unter Druck an eine Carbidsubstanz gebunden wird. Das Karbid bietet eine Stoßfestigkeit, während die CBN-Schicht eine sehr hohe Verschleißfestigkeit und Schneidkantenfestigkeit bietet (Abb. 9.37).

Typ # 7. Diamant:

Diamant ist das härteste bekannte Material. Es ist spröde und bietet eine geringe Stoßfestigkeit, ist aber sehr verschleißfest. Sie werden in Form von Bits verwendet, die auf einen entsprechend gestalteten Stahlschaft eingesetzt oder gehalten werden. Aufgrund ihrer sehr hohen Kosten finden sie als Schneidewerkzeug eine begrenzte Verwendung.

Die Diamanten sind in vier Kategorien unterteilt:

Kohlenstoffe, Ballar, Boarts und Schmucksteine. Die Schneidewerkzeuge werden nur aus den Dolden hergestellt. Boarts sind Einkristalle, weniger klar und fehlerfrei, sehr hart.

Eigenschaften:

ich. Hohe Heißhärte bis 800 ° C.

ii. Sehr hart, sehr spröde

iii. Niedrigerer Reibungskoeffizient

iv. Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (12% desjenigen von Stahl).

v. Schlechter elektrischer Leiter.

Die folgenden Tabellen 9.14 und 9.15 zeigen die Eigenschaften des Werkzeugmaterials auf einen Blick: