لماذامثقاب حلزوني من الكربيدهل ينكسر السكين عند تشكيل قطع الفولاذ؟! في الواقع، السبب موجود هنا!

مادة الأداة

تعتمد جودة الأداة على مادة (الركيزة) وشكلها وطلاءها. حتى أفضل تصميم وطلاء في العالم لن يكونا فعالين إذا لم يتم اختيار مادة قاعدة الأداة بشكل صحيح. يُعدّ حجم الحبيبات أهم مؤشر لجودة الركيزة. وبشكل عام، تُعدّ الأداة ذات حجم الحبيبات الأصغر أكثر ملاءمةً للتشغيل عالي السرعة. يُوصى باستخدام حجم حبيبات يبلغ 0.5 ميكرومتر أو أقل للتشغيل عالي السرعة.

حتى لو كان حجم الحبيبات متساوياً، ستظل هناك عوامل أخرى تؤثر على جودة الأداة، وهي الصلابة وقوة الكسر العرضي. بالنسبة لركيزة معينة، تتأثر الصلابة وقوة الكسر العرضي بمحتوى الكوبالت. في الماضي، ولتحسين متانة كربيد التنجستن، كان يتم عادةً زيادة محتوى الكوبالت، على حساب انخفاض الصلابة. أما الآن، فيمكن تعويض هذا النقص بصقل الحبيبات، ما يُحسّن قوة انحناء كربيد التنجستن، حتى أنها وصلت إلى قوة انحناء الفولاذ عالي السرعة العادي بل وتجاوزتها، ولذلك يُفضّل استخدام كربيد التنجستن فائق النعومة. يتجه الباحثون تدريجياً إلى استخدام كربيد التنجستن من النوع P للفولاذ، بينما يُستخدم كربيد التنجستن من النوع K فقط لمعالجة المعادن غير الحديدية مثل الحديد الزهر والألومنيوم. من مزايا كربيد التنجستن ذي الحبيبات الدقيقة أيضاً حدة حافة القطع، ما يجعله مناسباً بشكل خاص للقطع عالي السرعة للمواد اللزجة والصلبة.

يرتكز تطوير مادة مثاقب الكربيد الحلزونية بشكل أساسي على تطوير المواد ذات الحبيبات الدقيقة (1-0.5) والمواد ذات الحبيبات فائقة الدقة (< 0.5) cemented carbide materials and integral cemented carbide tools, which greatly improves the bending strength of cemented carbide. It can replace high-speed steel to manufacture universal tools with a large range of small size bits, end mills and taps, and its cutting speed and tool life are far beyond that of high-speed steel.

تتميز كل أداة تُستخدم في عمليات التشغيل عالية السرعة بثلاث خصائص مهمة: الدقة، والصلابة، وعمر الخدمة. في وضع القطع عالي السرعة، تجعل متطلبات التشغيل الأداة وقدرتها على تحمل القوى الشعاعية والمحورية بالغة الأهمية.

طلاء الأدوات

بالمقارنة مع وضع النقل، ينتج القطع عالي السرعة حرارة أقل، لكن درجة حرارة القطع تكون أكثر ثباتًا. لذلك، يلزم استخدام طلاء PVD متطور لدعم الشفرة. في معظم تطبيقات المعالجة، يمكن للطلاءات القياسية مثل القصدير، وTICN، وطبقة واحدة من TiALN تلبية متطلبات التطبيق. مع ذلك، في وضع التشغيل عالي السرعة، ولتحقيق عمر تشغيلي مُرضٍ للأداة، يجب أن يفي كل من الطلاء والأدوات بمتطلبات أعلى. على غرار ركيزة كربيد التنجستن، غالبًا ما تبدو طبقات طلاء أدوات القطع متشابهة للعين المجردة، لكنها تختلف اختلافًا كبيرًا تحت المجهر. يوجد العديد من أنواع TiALN فقط. على غرار المادة الأساسية لمثقاب الكربيد اللولبي، يتحدد الاختلاف بين الطلاءات أيضًا بالعملية. في الواقع، ازداد الاهتمام بالعملية بشكل ملحوظ. حتى أن بعض مصنعي الطلاء المحترفين تقدموا بطلبات براءات اختراع لعملياتهم لمنع المنافسين من تقليدها. من وجهة نظر المعالجة، أثبتت التجربة أن الطلاء متعدد الطبقات هو الأفضل في المعالجة عالية السرعة. تتكامل كل طبقة من طبقات الطلاء متعدد الطبقات مع مكونات أخرى حاصلة على براءة اختراع لمنع الشظايا الموجودة في الطلاء من اختراق الطلاء بالكامل والوصول إلى سطح الركيزة، وتوجيهها إلى الطبقة المجاورة. وبالتالي، بالمقارنة مع طلاء الترسيب الفيزيائي للبخار أحادي الطبقة التقليدي، سيتحسن عمر أداة الطلاء متعدد الطبقات بشكل ملحوظ.

تتميز أدوات القطع عالية الجودة بمادة أساسية أقوى، وتصميم هندسي خاص، وطلاء واقٍ أكثر فعالية، مما يُحسّن من عمرها الافتراضي وجودة سطحها. تزيد معايير الجودة العالية من الاستثمار الأولي للعملاء النهائيين، ولكن في المقابل، ينخفض ​​وقت التشغيل بشكل كبير. عندما تحقق الشركة دورة إنتاج قصيرة، تصبح جودة منتجاتها قابلة للتكرار. ويمكن للمشغل تشغيل آلة القطع تلقائيًا.

لذا، ليس من الحكمة توفير التكاليف على أدوات القطع. كان ينبغي التركيز على التوفير طويل الأجل في الإنتاج، بدلاً من التركيز على التوفير الأولي في تكلفة الأدوات. وبالتالي، إذا كان زيادة الاستثمار الأولي في أدوات القطع يقلل من تكلفة الإنتاج، فسيتمكن الناس في النهاية من تحقيق أرباح أكبر من خلال زيادة الإنتاجية.