طبقهبندی متههای اکستروژن بر اساس مواد ساخت
1. متههای اکستروژن HSS (متههای اکستروژن فولاد ابزار سرعت بالا)
متههای اکستروژن HSS از فولاد سرعت بالا ساخته شدهاند، نوعی فولاد آلیاژی حاوی تنگستن، مولیبدن، کروم و وانادیوم که مقاومت حرارتی و سختی پایه را به متهها میبخشد. به عنوان رایجترین و اقتصادیترین نوع، در سناریوهای ماشینکاری دقیق عمومی به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرند.
ویژگیهای کلیدی مواد
- سختی: HRC 62-65، که در حین ماشینکاری با سرعت متوسط، نگهداری لبه مناسب را تضمین میکند و هنگام رسیدن دما به حدود 600°C، نرم میشود.
- مقاومت: مقاومت بالا و مقاومت در برابر شوک، سختی کم و شکنندگی کم در برابر ضربههای جزئی خارجی، و قابلیت تیز کردن مجدد برای استفاده مکرر.
- صرفهجویی در هزینه: هزینه تولید پایینتر نسبت به سایر متههای مواد با عملکرد بالا، مناسب برای تولیدات کوچک و نیازهای ماشینکاری عمومی.
سناریوهای قابل اجرا
مناسب برای ماشینکاری نخهای داخلی مواد قابل انعطاف کمسختی، از جمله فولاد کمکربن، آلیاژهای آلومینیوم، مس، برنج و سایر فلزات غیرآهنی. در تولید ماشینآلات عمومی، فرآوری سختافزار و حوزههای تولید کوچک کاربرد فراوان دارد، جایی که نیاز به دقت نخ و عمر ابزار چندان بالا نیست.
توجه: مناسب برای ماشینکاری با سرعت بالا یا ماشینکاری مواد با سختی بالا (بالای HRC 30) نیست، زیرا سریعتر فرسوده میشود و عمر سرویس کاهش مییابد.
2. متههای اکستروژن HSS-E (متههای اکستروژن فولاد ابزار سرعت بالا کبالت)
متههای اکستروژن HSS-E نسخه بهبود یافته متههای اکستروژن HSS هستند، ساخته شده از فولاد سرعت بالا با افزودن 5%-8% آلیاژ کبالت (که به عنوان HSSE نیز شناخته میشود)، که مقاومت در برابر حرارت و سایش مواد را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد. این نوع متهها در تولید صنعتی، به ویژه در زمینههای ماشینکاری متوسط و دقیق، پرکاربردترین متههای اکستروژن با عملکرد بالا هستند.
ویژگیهای کلیدی مواد
- سختی در دماهای بالا: سختی قرمز عالی، که میتواند سختی بالا را در دماهای بالا (تا ۶۵۰-۷۰۰°C) حفظ کند، مناسب برای ماشینکاری مداوم با سرعت بالا بدون نرم شدن یا تغییر شکل.
- مقاومت در برابر سایش: ۳-۵ برابر بیشتر از نمونههای استاندارد متههای اکستروژن HSS، با عمر مفید طولانیتر، که میتواند تعداد تعویض ابزار و توقف تولید را کاهش دهد.
- مقاومت در برابر شکستگی: در حالی که مقاومت در برابر سایش را بهبود میبخشد، هنوز مقاومت خوبی در برابر شکستگی دارد، در برابر ترک خوردگی و شکست در نیروهای سنگین ماشینکاری مقاوم است و با بیشتر دستگاههای CNC و ماشینکاری خودکار سازگار است.
سناریوهای قابل اجرا
به طور گسترده در ماشینکاری با حجم بالا و دقت متوسط مورد استفاده قرار میگیرد، مناسب برای انواع مواد، از جمله فولاد ضد زنگ (304/316)، فولاد کربن، فولاد آلیاژی (تا HRC 45)، آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای مس. ابزار ترجیحی در صنایع خودرو، هیدرولیک، پنوماتیک و الکترونیک ۳C، مانند ماشینکاری سوراخهای رزوهای قطعات موتور خودرو، اتصالات هیدرولیک و قابهای محصولات ۳C است.
3. متههای اکستروژن PM-HSS (متههای اکستروژن فولاد ابزار سرعت بالا متالورژی پودری)
متههای اکستروژن PM-HSS از فولاد ابزارهای سرعت بالا با متالورژی پودر ساخته شدهاند، که با سینتر کردن پودر فلزی فوقریز در دمای بالا و فشار بالا تولید میشوند. این فرآیند تولید پیشرفته ساختار ماده را یکنواختتر میکند، با دانههای ریزتر و بدون عیوب داخلی، و بنابراین عملکرد جامع بهتری نسبت به مواد HSS و HSS-E سنتی دارد.
ویژگیهای کلیدی مواد
- ساختار یکنواخت: ساختار دانههای فوقریز (اندازه دانه زیر ۱۰ میکرومتر) تضمینکننده سختی و مقاومت در برابر شکستگی یکنواخت است، و از تفاوتهای عملکرد ناشی از ساختار نامتوازن فولاد ریختهگری سنتی جلوگیری میکند.
- سختی و مقاومت در برابر شکستگی بالا: سختی تا HRC 66-68، که بالاتر از HSS-E است، و در عین حال مقاومت عالی در برابر شکستگی را حفظ میکند، و تعادل بین مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه را برقرار میسازد.
- مقاومت در برابر سایش و خوردگی بالا: ساختار یکنواخت سطح مته را صافتر میکند، اصطکاک در حین ماشینکاری را کاهش میدهد، و مقاومت در برابر سایش و خوردگی را بهبود میبخشد، که چسبندگی با مواد قطعه کار را آسان نمیکند.
سناریوهای قابل اجرا
مناسب برای سناریوهای ماشینکاری با دقت بالا، سرعت بالا و نیازهای بالا، مانند ماشینکاری فولاد آلیاژی با سختی بالا، فولاد ضد زنگ و مواد آلیاژ مقاوم در برابر حرارت (تا HRC 50). در صنایع هوافضا، ماشینسازی دقیق، تجهیزات پزشکی و سایر صنایع کاربرد دارد، مانند ماشینکاری سوراخهای رزوهای قطعات ساختاری هواپیما، ابزارهای اندازهگیری دقیق و اجزای تجهیزات پزشکی.
توجه: هزینه تولید بالاتر از HSS و HSS-E است، و مناسب نیازهای ماشینکاری با دقت بالا و ارزش افزوده بالا میباشد.
4. متههای اکستروژن کاربید (متههای اکستروژن کاربید تنگستن)
متههای اکستروژن کاربید از تنگستن کاربید (WC) به عنوان ماده اصلی ساخته شدهاند، که با کبالت (Co) (محتوای کبالت معمولاً ۶-۱۲٪) اتصال یافتهاند، و ماده کامپوزیت فلزی-سرامیکی با سختی بسیار بالا تشکیل میدهند. این محصولات در سطح برتر متههای اکستروژن قرار دارند، و عمدتاً برای ماشینکاری مواد با سختی و دقت بسیار بالا استفاده میشوند.
ویژگیهای کلیدی مواد
- سختی فوقالعاده: سختی تا HRC 70-90، که بسیار بالاتر از HSS و HSS-E است، و میتواند سختی را در دماهای تا ۱۰۰۰°C حفظ کند، مناسب برای ماشینکاری مواد با سختی بالا (بالای HRC 50).
- مقاومت در برابر سایش فوقالعاده: عمر مفید ۵-۲۰ برابر بیشتر از متههای HSS و ۳-۵ برابر بیشتر از HSS-E است، که میتواند به طور قابل توجهی تعداد تعویض ابزار و هزینه تولید را در ماشینکاری حجمی کاهش دهد.
- دقت بالا: ماده دارای ثبات ابعادی خوب است، و متههایی که با سنگزنی CNC دقیق ساخته شدهاند، دقت ابعادی و پروفیل رزوه بسیار بالایی دارند، و میتوانند دقت رزوه در کلاس ISO ۱-۲ را برآورده کنند.
- شکستگی: سختی بالا منجر به شکنندگی نسبتاً بالا، مقاومت کم در برابر شوک و شکست آسان در عملیات نادرست (مانند گشتاور زیاد یا نیروی نامتعادل) میشود، بنابراین نیازمند ثبات ماشینکاری بالا است.
سناریوهای قابل اجرا
عمدتاً برای ماشینکاری مواد با دقت فوقالعاده بالا و سختی بالا، مانند فولاد آلیاژی مقاوم، تیتانیوم آلیاژ، آلیاژ مقاوم در برابر حرارت و فولاد سخت شده (HRC 50-65) استفاده میشود. در صنایع هوافضا، نظامی و ماشینسازی دقیق سطح بالا، مانند ماشینکاری سوراخهای رزوهای تیغههای توربین موتور هواپیما، قطعات ساختاری تیتانیوم آلیاژ و قالبهای با دقت بالا کاربرد دارد.
توجه: برای ماشینکاری دستی یا ماشینکاری با تجهیزات ضعیف مناسب نیست، و نیازمند هماهنگی با دستگاههای CNC با دقت بالا و ابزارهای قفلبندی پایدار است تا از شکست مته جلوگیری شود.