Kratka rasprava o klasifikaciji materijala alata

 

U različitim uslovima postoje različite metode rezanja i u takvim slučajevima rezni alati zahtevaju određena jedinstvena svojstva. Da bi se postigle ove performanse, rezni alati se izrađuju od različitih materijala. Odabir materijala za određenu primjenu ovisi o materijalu koji se obrađuje, vrsti strojne obrade te količini i kvaliteti proizvoda.

Materijali alata mogu se podijeliti u nekoliko kategorija na osnovu materijala koji se koristi:

 

1. Ugljični alatni čelik

2. Brzorezni čelik (HSS)

3. Cementirani karbid

4. Keramički alati

5. Kubni bor nitrid (CBN)

6. Dijamantski alati

 

 

I Ugljični alatni čelik

 

Ugljični alatni čelik je jeftin alat za rezanje metala koji se koristi za operacije male brzine obrade. Ovi rezni alati od običnog ugljeničnog čelika sadrže 0.6-1.5% ugljika i vrlo male količine (manje od 0.5%) mangana i silicija. Ostali metali kao što su hrom i vanadij se dodaju da bi se promenila tvrdoća i veličina zrna.

 

Čelik s visokim udjelom ugljika je otporan na habanje i može održati oštru oštricu. Ugljični alatni čelik ima dobru obradivost, ali ovaj materijal brzo gubi tvrdoću na oko 250 stepeni.

 

Stoga se ne može koristiti u primjenama na visokim temperaturama, što bi mogao biti razlog zašto je nezamjenjiv u nekim trenutnim operacijama strojne obrade.

 

Alati od ugljeničnog čelika koriste se za spiralne bušilice, alate za glodanje, alate za struganje i oblikovanje i pogodni su za meke materijale poput mesinga, aluminija i magnezija.

 

Otpornost na temperaturu: do 450 stepeni

Tvrdoća: do HRC65

 

 

II brzorezni čelik (HSS)

 

▲ HSS

 

Brzorezni čelik je vrsta čelika s visokim udjelom ugljika koji sadrži veliku količinu legirajućih elemenata kao što su volfram, molibden i krom. Ovi elementi poboljšavaju kaljivost, žilavost i otpornost na habanje, osiguravajući veću brzinu uklanjanja metala.

 

Na umjerenoj temperaturi od oko 650 stepeni gubi svoju tvrdoću.

 

Stoga, rashladnu tečnost treba koristiti za produženje vijeka trajanja alata. Brzorezni čelik se može ponovo koristiti više puta kroz ponovno brušenje. Određene površinske obrade primjenjuju se na brzorezni čelik kako bi se poboljšale njegove performanse.

 

Površinski tretmani koji se koriste u brzoreznom čeliku:

poliranje:Smanjuje trenje

nitriranje:Povećava otpornost na habanje

hromiranje:Smanjuje trenje

oksidacija:Smanjuje trenje

 

Materijali od brzoreznog čelika mogu se koristiti za proizvodnju: bušilice, glodala, provlačenje itd.

 

Raspon brzine rezanja: Vc=30-50 metara/min

Otpornost na temperaturu: do 650 stepeni

Tvrdoća: do HRC67

 

 

III Cementirani karbid

 

▲ Cementirani karbid

 

Alati od cementnog karbida proizvode se tehnikama metalurgije praha. Sastoje se od karbida volframa, tantala i titanijuma sa kobaltom kao vezivom (kada je vezivo nikl ili molibden, naziva se kermetom).

 

Alati od cementnog karbida su izuzetno tvrdi i mogu izdržati operacije rezanja vrlo velike brzine.

 

Alati od cementnog karbida ne gube svoju tvrdoću na temperaturama do 1000 stepeni.

 

Alati sa visokim sadržajem kobalta koriste se za grubu obradu, dok se alati sa niskim sadržajem kobalta koriste za završnu obradu.

 

Raspon brzine rezanja:Vc=60-200 metara/minuti

Otpornost na temperaturu:Do 1000 stepeni

tvrdoća:Do HRC90

 

 

IV Keramički materijali

 

▲ Keramika

 

Najčešći keramički materijali su glinica i silicijum nitrid. Keramički materijal u prahu se sabija u željeni oblik i zatim sinterira.

 

Keramički alati su hemijski inertni i otporni na koroziju, sa visokom čvrstoćom na pritisak. Oni ostaju stabilni na temperaturama do 1800 stepeni, rade 10 puta brže od HSS-a, imaju veoma nisko trenje između površine alata i strugotine i imaju nisku toplotnu provodljivost. Rashladna tečnost općenito nije potrebna, a keramički alati mogu pružiti vrlo finu završnu obradu površine.

 

Brzina rezanja:Vc=300-600 metara/minuti

Otpornost na temperaturu:Do 1200 stepeni

tvrdoća:Do HRC93

 

 

V kubni bor nitrid (CBN)

 

▲ CBN

 

CBN je drugi najtvrđi materijal nakon dijamanta i često se koristi u ručnoj opremi. Ima vrlo visoku otpornost na habanje i obično se koristi kao abraziv za brusne ploče. Oštre ivice se ne preporučuju za upotrebu.

 

Brzina rezanja:Vc=600-800 metara/minuti

tvrdoća:Veće od HRC95

 

 

VI Diamond

 

▲ Dijamant

 

Dijamant je najtvrđi poznati materijal, a ujedno i najskuplji. Ima odličnu toplotnu provodljivost i visoku tačku topljenja. Dijamantski alati pokazuju izuzetnu otpornost na habanje, nizak koeficijent trenja i nisko termičko širenje. Idealni su za obradu izuzetno tvrdih materijala kao što su karbidi, nitridi i staklo.

 

Dijamantski alati pružaju odličnu završnu obradu površine i točnost dimenzija.

 

Danas smo ukratko razgovarali o karakteristikama različitih materijala alata. Ne postoji najbolji materijal, samo onaj najpogodniji.