În tăierea metalelor, porțiunea de tăiere a sculei efectuează direct munca de tăiere, astfel încât materialul sculei se referă în general la materialul porțiunii de tăiere a sculei. Selectarea corectă a materialului sculei este un aspect crucial al procesului de tăiere, care determină în mare măsură productivitatea de tăiere, consumul de scule și costurile de prelucrare, precizia prelucrarii și calitatea suprafeței. Dezvoltarea materialelor pentru scule este, de asemenea, condusă și influențată de dezvoltarea materialelor piesei de prelucrat. Mai jos, discutăm despre selecția materialelor pentru scule.
În timpul funcționării, uneltele sunt supuse unor presiuni de tăiere semnificative, frecare și impact, generând temperaturi ridicate de tăiere. Funcționarea în acest mediu de-temperatură ridicată, presiune înaltă-și cu frecare intensă, folosind materiale neadecvate poate duce la uzura sau deteriorarea rapidă a sculei. Prin urmare, materialele pentru scule trebuie să îndeplinească anumite cerințe de bază.
1. Duritate ridicată și rezistență bună la uzură
Duritatea este o proprietate fundamentală a materialelor sculelor. Pentru a îndepărta așchiile dintr-o piesă de prelucrat, duritatea unei scule trebuie să fie mai mare decât cea a materialului piesei de prelucrat. Duritatea marginii de tăiere a uneltelor utilizate pentru tăierea metalelor este în general peste 60HRC.
Pentru oțelul carbon pentru scule, duritatea ar trebui să fie peste 62 HRC la temperatura camerei; pentru oțel-rapid, duritatea este de 63-70 HRC; iar pentru sculele din carbură duritatea este de 89-93 HRC.
Rezistența la uzură este capacitatea unui material de sculă de a rezista la uzură. În general, cu cât duritatea unui material de sculă este mai mare, cu atât este mai bună rezistența acestuia la uzură. Cu cât duritatea este mai mare, cu atât numărul este mai mare, cu atât particulele sunt mai mici și cu cât particulele dure sunt mai uniform distribuite în structura metalografică a materialului sculei, cu atât este mai bună rezistența la uzură. Acest lucru este, de asemenea, legat de compoziția chimică a materialului sculei, rezistența, microstructura și temperatura zonei de frecare.
2. Rezistență și tenacitate suficiente
Pentru a se asigura că o unealtă poate funcționa fără așchiere sau rupere sub presiunea ridicată, șocurile și vibrațiile întâlnite în mod obișnuit în timpul tăierii, materialul sculei trebuie să aibă suficientă rezistență și tenacitate. În general, cu cât duritatea este mai mare, cu atât forțele de tăiere la care poate rezista sunt mai mari.
3. Rezistență ridicată la căldură
Rezistența la căldură este un indicator principal al performanței de tăiere a materialului sculei. De obicei, este măsurată prin capacitatea sa de a menține duritatea ridicată, rezistența la uzură, rezistența și tenacitatea la temperaturi ridicate. Este cunoscută și sub numele de duritate la cald.
Cu cât duritatea la temperatură ridicată-a unui material de sculă este mai mare, cu atât este mai mare rezistența acestuia la căldură, cu atât este mai mare rezistența sa la deformarea și uzura plastică la temperatură ridicată-și viteza de tăiere admisă este mai mare.
Pe lângă duritatea la temperatură ridicată-, materialele pentru scule ar trebui să prezinte, de asemenea, rezistență ridicată la oxidare la temperatură- și o rezistență bună la aderență și difuzie. Această proprietate se numește stabilitate chimică.
4. Proprietăți termofizice bune și rezistență la șocuri termice
Cu cât conductivitatea termică a materialului sculei este mai bună, cu atât este mai ușor să conduci căldura de tăiere departe de zona de tăiere, scăzând astfel temperatura porțiunii de tăiere a materialului sculei și reducând uzura sculei.
5. Fabricabilitate bună
Uneltele nu trebuie doar să aibă performanțe excelente de tăiere, ci și să fie ușor de fabricat. Acest lucru necesită ca materialele pentru scule să aibă o bună fabricabilitate, cum ar fi forjarea, tratamentul termic, sudarea, șlefuirea și rezistența la deformare plastică la temperatură înaltă-.
6. Eficiență economică
Eficiența economică este un indicator cheie al materialelor sculelor. Dezvoltarea materialelor de scule ar trebui să se bazeze pe situația reală a resurselor unei țări, care are o mare importanță economică și strategică.
Unele unelte pot fi scumpe pe unitate, dar durata de viață lungă înseamnă că costul pe componentă nu este neapărat mare. Prin urmare, efectele economice ar trebui luate în considerare la selectarea sculelor de tăiere. În plus, în sistemele avansate de procesare, performanța de tăiere a sculelor de tăiere este, de asemenea, necesară să fie stabilă și fiabilă, cu un anumit grad de predictibilitate și fiabilitate ridicată.