En kort diskusjon om klassifisering av verktøymateriale

 

Under ulike forhold er det ulike skjæremetoder, og i slike tilfeller krever skjæreverktøy visse unike egenskaper. For å oppnå denne ytelsen er skjæreverktøy laget av forskjellige materialer. Materialet som velges for en spesifikk applikasjon avhenger av materialet som behandles, type maskinering, og mengde og kvalitet på produktet.

Verktøymaterialer kan klassifiseres i flere kategorier basert på materialet som brukes:

 

1. Karbonverktøystål

2. Høyhastighetsstål (HSS)

3. Hardmetall

4. Keramiske verktøy

5. Cubic Boron Nitride (CBN)

6. Diamantverktøy

 

 

I Karbonverktøystål

 

Karbonverktøystål er et billig skjæreverktøy som brukes til bearbeiding med lav hastighet. Disse skjæreverktøyene i vanlig karbonstål inneholder 0.6-1,5 % karbon og svært små mengder (mindre enn 0,5%) av mangan og silisium. Andre metaller som krom og vanadium tilsettes for å endre hardhet og kornstørrelse.

 

Høykarbonstål er slitesterkt og i stand til å opprettholde en skarp skjærekant. Karbonverktøystål har god bearbeidbarhet, men dette materialet mister raskt hardheten ved rundt 250 grader.

 

Derfor kan den ikke brukes i høytemperaturapplikasjoner, noe som kan være grunnen til at den er uerstattelig i noen nåværende maskineringsoperasjoner.

 

Karbonstålverktøy brukes til spiralbor, freseverktøy, dreie- og formeverktøy, og er egnet for myke materialer som messing, aluminium og magnesium.

 

Temperaturbestandighet: Opptil 450 grader

Hardhet: Opp til HRC65

 

 

II høyhastighetsstål (HSS)

 

▲ HSS

 

Høyhastighetsstål er en type høykarbonstål som inneholder en stor mengde legeringselementer som wolfram, molybden og krom. Disse elementene forbedrer herdbarhet, seighet og slitestyrke, og gir en høyere metallfjerningshastighet.

 

Ved en moderat temperatur på rundt 650 grader vil den miste hardheten.

 

Derfor bør kjølevæske brukes for å forlenge verktøyets levetid. Høyhastighetsstål kan gjenbrukes flere ganger gjennom omsliping. Visse overflatebehandlinger påføres høyhastighetsstål for å forbedre ytelsen.

 

Overflatebehandlinger brukt i høyhastighetsstål:

Polering:Reduserer friksjon

Nitrering:Øker slitestyrken

Krombelegg:Reduserer friksjon

Oksidasjon:Reduserer friksjon

 

Høyhastighets stålmaterialer kan brukes til å produsere: bor, freser, brosjer, etc.

 

Klipphastighetsområde: Vc=30-50 meter/minutt

Temperaturmotstand: Opptil 650 grader

Hardhet: Opp til HRC67

 

 

III hardmetall

 

▲ Hardmetall

 

Hårdmetallverktøy produseres ved bruk av pulvermetallurgiske teknikker. De er sammensatt av wolfram-, tantal- og titankarbider med kobolt som bindemiddel (når bindemidlet er nikkel eller molybden, refereres det til som cermet).

 

Hårdmetallverktøy er ekstremt harde og tåler skjæreoperasjoner med svært høy hastighet.

 

Hårdmetallverktøy mister ikke hardheten ved temperaturer opp til 1000 grader.

 

Høykoboltverktøy brukes til grovbearbeiding, mens lavkoboltverktøy brukes til etterbehandling.

 

Skjærehastighetsområde:Vc=60-200 meter/minutt

Temperaturmotstand:Opp til 1000 grader

Hardhet:Opp til HRC90

 

 

IV Keramiske materialer

 

▲ Keramikk

 

De vanligste keramiske materialene er alumina og silisiumnitrid. Det keramiske materialepulveret komprimeres til ønsket form og sintres deretter.

 

Keramiske verktøy er kjemisk inerte og korrosjonsbestandige, med høy trykkfasthet. De forblir stabile ved temperaturer opp til 1800 grader, opererer 10 ganger raskere enn HSS, har svært lav friksjon mellom verktøyoverflaten og brikkene, og har lav varmeledningsevne. Kjølevæske er vanligvis ikke nødvendig, og keramiske verktøy kan gi en veldig fin overflatefinish.

 

Kuttehastighet:Vc=300-600 meter/minutt

Temperaturmotstand:Opp til 1200 grader

Hardhet:Opp til HRC93

 

 

V Cubic Boron Nitride (CBN)

 

▲ CBN

 

CBN er det nest hardeste materialet etter diamant og brukes ofte i manuelt utstyr. Den har svært høy slitestyrke og brukes ofte som slipemiddel for slipeskiver. Skarpe kanter anbefales ikke for bruk.

 

Kuttehastighet:Vc=600-800 meter/minutt

Hardhet:Større enn HRC95

 

 

VI diamant

 

▲ Diamant

 

Diamant er det hardest kjente materialet og også det dyreste. Den har utmerket varmeledningsevne og et høyt smeltepunkt. Diamantverktøy viser eksepsjonell slitestyrke, lav friksjonskoeffisient og lav termisk ekspansjon. De er ideelle for maskinering av ekstremt harde materialer som karbider, nitrider og glass.

 

Diamantverktøy gir utmerket overflatefinish og dimensjonsnøyaktighet.

 

I dag har vi kort diskutert egenskapene til forskjellige verktøymaterialer. Det finnes ikke et enkelt beste materiale, bare det mest passende.