Metallerin İşlenebilirliği: Anlam, Değerlendirme ve Faktörler
Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. İşlenebilirliğin Anlamı 2. İşlenebilirliğin Değerlendirilmesi (Ölçülmesi veya Ölçülmesi) 3. Etkileyen Faktörler 4. Ortak Malzemelerin İşlenebilirliği 5. İşlenebilirliği Geliştirmek için Katkılar.
İşlenebilirliğin Anlamı:
İşlenebilirlik terimi, bir metalin kabul edilebilir bir yüzey kalitesinde işlenebilme kolaylığı anlamına gelir. Murphy, işlenebilirliği “bir malzemenin belirli kesme koşulları altında işlenmesi” olarak tanımlamıştır.
İyi işlenebilirliğe sahip malzemeler kesmek için çok az güç gerektirir. hızlıca kesilebilir, kolayca iyi bir yüzey kalitesi elde edilebilir ve aleti fazla giymeyin. Bu tür malzemelerin serbest işlenebilir olduğu söylenir.
İşleme işleminin çok fazla değişken olması nedeniyle işlenebilirliği tam olarak tahmin etmek zor olabilir. Güçlü, sert malzemelerin işlenmesi genellikle daha zordur, çünkü onları kesmek için daha fazla güç gerekir.
İşlenebilirliği etkileyen diğer önemli faktörler şunlardır:
ben. İş parametreleri (kimyasal bileşim, mikro yapı sertliği)
Takım parametreleri (takım geometrisi, takım malzemesi, takım ömrü)
ii. İşleme parametreleri (kesme hızı, besleme, kesme derinliği, yağlama, vb.)
A maddesinin B maddesinden daha fazla işlenebilir olduğu belirtiliyor, bunun üç farklı anlam ifade edebildiği;
iii. A maddesiyle daha düşük bir aşınma oranı elde edilir veya
iv. A maddesiyle daha iyi bir yüzey kalitesi elde edilebilir veya
v. Makine malzemesi A için daha az güç gerekli.
Bu nedenle, işlenebilirliğin her zaman belirli koşullarla tanımlandığını not etmek önemlidir.
Örneğin:
Durum seti 1:
(Daha iyi yüzey kalitesi) Malzeme A (Yüksek karbonlu çelik), Malzeme B'den (Mild Steel) daha fazla işlenebilirliğe sahiptir.
Durum seti 2: (Takım aşınması ve güç tüketimi):
Şimdi sonuç tersine çevrilebilir. Malzeme B (Hafif Çelik), malzeme A'dan (Yüksek karbonlu çelik) daha fazla işlenebilirliğe sahiptir.
Her iki koşul kümesi için ortak HSS aracı göz önüne alındığında.
İşlenebilirliğin Değerlendirilmesi (Ölçme veya Ölçme):
İşlenebilirliği etkileyen birçok faktör vardır, ancak bunu ölçmek için yaygın olarak kabul edilen bir yol yoktur. Bunun yerine, işlenebilirlik genel olarak durum bazında ölçülür. İşlenebilirliği ölçmek için yapılan çeşitli testler, belirli bir üretim tesisinin ihtiyacını doğrulamak için hazırlanmıştır.
Yaygın ölçüm önlemleri şunları içerir:
(i) Takım ömrü.
(ii) Yüzey kalitesi.
(iii) Kesme kuvvetleri ve güç tüketimi.
(iv) İşlenebilirlik derecelendirme endeksi.
(v) Talaş kontrolü.
(i) Takım Ömrü:
Takım ömrü, genel olarak işlenebilirliğin önemli bir ölçüsü olarak kabul edilir. Takım ömrü ne kadar yüksek olursa, bir iş malzemesinin işlenebilirliği de o kadar iyi olur. Farklı malzemelerin işlenebilirliğini karşılaştırmak için bir referans sağlayan bazı standart tablolar ve çizelgeler mevcuttur. Bu tablolar genellikle belirli bir takım ömrü için işlenebilirliği kesme hızı cinsinden ölçer. İşlenebilirlik değerleri, T = 60 dakikalık bir takım ömrüne dayanmaktadır.
(ii) Yüzey İşlemi:
İşlenmiş iş malzemesinin yüzey kalitesi, özellikle terbiye işlemleri için işlenebilirliğin önemli bir ölçüsüdür. Dahası, elde edilen yüzey kalitesidir; daha fazla iş malzemesinin işlenebilirliği olacaktır.
(iii) Kesme Kuvvetleri ve Güç Tüketimi:
Aynı zamanda, özellikle kaba işleme operasyonlarında en yaygın şekilde kullanılan bir işlenebilirlik ölçüsüdür.
(iv) İşlenebilirlik (Derecelendirme) Dizini:
Farklı malzemelerin işlenebilirlik derecesi / endeksi standart endekse göre alınır. Serbest kesim çeliğinin işlenebilirlik endeksi standart endeks olarak kabul edilir ve% 100 olarak sabitlenir. İşlenebilirlik endeksi, T = 60 dakikalık bir takım ömrüne dayanmaktadır.
Başka bir malzemenin işlenebilirlik endeksi aşağıdaki ilişkiyi kullanarak bulunabilir:
Yaygın olarak kullanılan bazı malzemelerin işlenebilirlik endeksi Tablo 9.12'de verilmiştir:
İşlenebilirlik İndeksinin Önemi:
İşlenebilirlik değerleri, T = 60 dakikalık bir takım ömrüne dayanmaktadır. Standart malzeme A1S1 çeliğidir ve 100 derece verir. Bu, 60 dakikalık bir takım ömrü için bu çeliğin 100 ft / dak (30 m / dak) kesme hızında işlenmesi gerektiği anlamına gelir. Daha yüksek hızlar takım ömrünü kısaltır, düşük hız ise arttırır. Örneğin, 3140 çeliği işlenebilirlik endeksi 55'e sahiptir, yani 55 ft / dak (17m / dak) kesme hızında işlendiğinde, takım ömrü 60 dak olacaktır.
(v) Talaş Kontrolü:
Bazı durumlarda talaş kontrolünün kolaylığı da işlenebilirliğin bir ölçüsüdür. Talaş kontrolüne gelince, uzun ve kıvrılmış talaşlar, ayrılmamışsa, aletin kesici kenarı çevresinde kıvrılarak kesme işlemini ciddi şekilde etkileyebilir.
İşlenebilirliği Etkileyen Faktörler:
Genel olarak, işlenebilirliğin temel olarak iş malzemesinin mikro yapısına ve özelliklerine bağlı olduğu, ancak diğer bazı faktörlerden de çok etkilendiği düşünülmektedir.
İşlenebilirliği etkileyen bazı önemli ve hesap verebilir faktörler şunlardır:
(i) İş malzemesi parametreleri.
(ii) Takım parametreleri.
(iii) İşleme parametreleri.
(i) İş Malzemesi Parametreleri:
O içerir:
ben. Sertlik.
ii. Mikroyapı.
iii. Kimyasal bileşim.
iv. Şekil ve boyutlar
v. Bekletmenin sertliği.
vi. Gerilme direnci.
(ii) Toot Parametreleri:
O içerir:
ben. Takım geometrisi.
ii. Takım malzemesi
iii. Takım tutma rijitliği.
iv. Uygun aletin seçimi.
v. Takım bileme işlemi.
vi. Talaş aleti arayüzünün sıcaklığı.
(iii) İşleme Parametreleri:
O içerir:
ben. Hız kesmek.
ii. Besleyin.
iii. Kesme derinliği.
iv. Akışkanı kesmek.
v. Kesme işleminin niteliği (Aralıklı veya sabit).
vi. İş takım tutuşunun sertliği.
vii. Talaş atma kolaylığı.
Ortak Malzemelerin İşlenebilirliği:
İşlenebilirliği, çelikler, paslanmaz çelikler, alüminyum, termoplastikler, kompozitler vb. Gibi yaygın olarak kullanılan malzemelerden biri ile tek tek tartışacağız.
(i) Çelikler:
Çeliğin karbon içeriği işlenebilirliğini büyük ölçüde etkiler. Yüksek karbonlu çeliklerin işlenmesi zordur, çünkü sertlerdir ve karbür içerebilirler. Çelikte bulunan karbürler kesici takımı aşındırır. Öte yandan, düşük karbonlu çelikler zahmetlidir çünkü çok yumuşaktırlar. Düşük karbonlu çelikler "sakızlıdır" ve kesici aletin yapışmasını sağlar, bu da takım ömrünü kısaltan yerleşik bir kenar oluşturur. Bu nedenle, en iyi işlenebilirlik için orta karbonlu çelik (yaklaşık% 0, 2 karbonlu) tercih edilir.
Krom, molibden ve diğer alaşım elementleri kuvvetini arttırmak için çeliğe sıklıkla eklenir. Bununla birlikte, bu elemanların çoğu işlenebilirliği azaltır. Varsa eklenen kapanımlar (oksitler) işlenebilirliğini azaltır.
(ii) Paslanmaz Çelikler:
Paslanmaz çelikler normal karbon çeliğine kıyasla daha iyi işlenebilirliğe sahiptir, çünkü daha sert, daha sakızdırlar ve çok hızlı sertleşme eğilimindedirler. Çeliğin biraz sertleşmesi, yapışkanlığını azaltabilir ve kesmeyi kolaylaştırabilir. AISI -303 ve 416, kükürt ve fosfor ilavesi nedeniyle işlenmesi daha kolaydır.
(iii) Alüminyum:
Alüminyum genellikle işlenmesi çok kolaydır. Bununla birlikte, daha yumuşak kaliteler birikmiş bir kenar oluşturma eğilimindedir ve bu da zayıf yüzey kaplaması ile sonuçlanmaktadır. Doğru işlenebilirlik için yüksek kesme hızları, yüksek talaş açıları ve yüksek rahatlama açıları önerilir. Alaşımlar 2007, 2011 ve 6020 özellikle iyi işlenebilirliğe sahiptir.
(iv) Termoplastikler:
Termoplastiklerin işlenmesi zordur çünkü ısı iletkenliği zayıftır. Bu, kesme bölgesinde oluşan ve takım ömrünü azaltan ve plastiği yerel olarak eriten bir ısı oluşturur.
(v) Kompozitler:
Kompozitler genellikle en kötü işlenebilirliğe sahiptir, çünkü bir plastik reçinenin zayıf termal iletkenliğini sert veya aşındırıcı bir seramik matris ile birleştirirler.
İşlenebilirliği Geliştirmek için Katkılar:
Katkılar, takım ile iş malzemesi arasındaki metalik teması azaltır, böylece sürtünme ve takım aşınma oranlarını azaltır. İşlenebilirliği arttırmak için demir ve demir dışı metallere eklenebilen, hem metal hem de metal olmayan çeşitli kimyasallar vardır. Bu katkı maddeleri, alet-çip ara yüzünü yağlayarak, malzemenin kayma mukavemetini azaltarak veya çipin kırılganlığını artırarak çalışabilir.
Tarihsel olarak, kükürt ve kurşun en yaygın katkı maddeleri olmuştur, ancak bizmut ve kalay çevresel nedenlerden dolayı giderek daha popülerdir.
İşlenebilirliği artırmak için metal içeren bazı katkı maddeleri şunlardır:
