Machinability of Metals: المعنى والتقييم والعوامل

بعد قراءة هذا المقال سوف تتعرف على: - 1. معنى Machinability 2. التقييم (الكمي أو التدابير) من Machinability 3. العوامل المؤثرة 4. Machinability من المواد المشتركة 5. إضافات لتحسين Machinability.

معنى Machinability:

يشير مصطلح machinability إلى السهولة التي يمكن من خلالها تشكيل المعدن إلى تشطيب سطح مقبول. تعريف مورفي machinability بأنه "قدرة المواد على تشكيله تحت مجموعة معينة من شروط القطع".

المواد ذات الماكينات الجيدة تتطلب قوة قليلة للقطع. يمكن قطعها بسرعة ، والحصول بسهولة على سطح جيد ، وعدم ارتداء الأدوات كثيرًا. ويقال إن هذه المواد تكون ألالة مجانية.

يمكن أن يكون من الصعب التنبؤ بالماكينة ، لأن عملية المعالجة تحتوي على العديد من المتغيرات. عادة ما تكون المواد القوية والقاسية أكثر صعوبة في الماكينة ، لأن هناك حاجة إلى قوة أكبر لقطعها.

العوامل الهامة الأخرى التي تؤثر على machinability تشمل:

أنا. معلمات العمل (التركيب الكيميائي ، صلابة المجهرية)

معلمات الأداة (هندسة الأدوات ، أداة الأدوات ، حياة الأداة)

ثانيا. معلمات تشكيل (سرعة القطع ، الأعلاف ، عمق القطع ، التزييت ، إلخ)

يقال أن المادة (أ) هي أكثر ألالة من المادة (ب) ، وهذا يمكن أن يكون لها ثلاثة معان مختلفة ، مثل ؛

ثالثا. يتم الحصول على معدل تآكل أقل مع المادة A ، أو

د. يمكن تحقيق تشطيب سطح أفضل باستخدام المادة A أو

خامسا - الطاقة اللازمة لمواد الآلة أ.

لذلك من المهم ملاحظة أن القدرة على الماكينات يتم تعريفها دائمًا بمجموعة معينة من الشروط.

فمثلا:

مجموعة الشرط 1:

(النهاية السطحية الأفضل) إن المادة A (الفولاذ الكربوني العالي) لديها قدرة آلية أكثر من المواد B (الفولاذ الطري).

مجموعة الشرط 2: (ارتداء أداة واستهلاك الطاقة):

الآن قد يتم عكس النتيجة. تمتلك المادة B (الفولاذ الطري) قابلية ميكانيكية أكثر من المادة A (فولاذ عالي الكربون).

النظر في أداة HSS الشائعة لكلٍّ من مجموعات الشروط.

التقييم (الكمي أو التدابير) من Machinability:

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على التصنيع ، ولكن لا توجد طريقة مقبولة على نطاق واسع لقياسها. بدلا من ذلك ، يتم قياس قابلية التشغيل بشكل عام على أساس كل حالة على حدة. تم تصميم العديد من الاختبارات التي تم إجراؤها لتحديد قابلية الماكينات من أجل تبرير الحاجة إلى منشأة تصنيع محددة.

تتضمن التدابير الكمية الشائعة ما يلي:

(ط) أداة الحياة.

(ثانيا) الانتهاء من السطح.

(3) قطع القوى واستهلاك الطاقة.

(رابعا) مؤشر تصنيف machinability.

(الخامس) مراقبة رقاقة.

(ط) أداة الحياة:

تعتبر أداة الحياة عمومًا مقياسًا هامًا للميكنة. أعلى الحياة أداة أفضل هو machinability من مادة العمل. تتوفر بعض الجداول والمخططات القياسية التي توفر مرجعًا لمقارنة الماكينات الخاصة بالمواد المختلفة. عادةً ما تقيس هذه الجداول قابلية الماكينة من حيث سرعة القطع لحياة أداة معينة. تعتمد تقييمات Machinability على عمر الأداة T = 60 دقيقة.

(ثانيا) الانتهاء من السطح:

الانتهاء من السطح من مواد العمل الميكانيكي هو أيضا مقياس مهم من machinability خصيصا في حالة الانتهاء من العمليات. أكثر هو الانتهاء من السطح التي تم الحصول عليها ؛ أكثر سوف يكون machinability مادة العمل.

(3) قطع القوى واستهلاك الطاقة:

وهو أيضا مقياس الأكثر استخداما من machinability خصيصا في عمليات التخشين.

(رابعا) مؤشر Machinability (التقييم):

يتم أخذ تصنيف machinability / مؤشر للمواد المختلفة بالنسبة إلى المؤشر القياسي. ويعتبر مؤشر machinability من قطع الصلب مجانا كمعيار قياسي وثابت بنسبة 100 ٪. ويستند مؤشر Machinability على حياة أداة T = 60 دقيقة.

يمكن العثور على مؤشر Machinability من أي مواد أخرى باستخدام العلاقة التالية:

ويرد في الجدول 9-12 فهرس القدرة الآلية لبعض المواد الشائعة الاستخدام:

أهمية مؤشر الماكينات:

تستند تقييمات Machinability على عمر الأداة T = 60 دقيقة. المواد القياسية هي فولاذ A1S1 ، الذي يعطي تقييمًا بـ 100. ويعني هذا ، لأداة الحياة 60 دقيقة ، أنه يجب تشكيل هذا الفولاذ بسرعة قصوى تبلغ 100 قدم / دقيقة (30 م / دقيقة). تعمل السرعات العالية على تقليل عمر الأداة بينما تعمل السرعة الأقل على زيادة السرعة. على سبيل المثال ، 3140 فولاذ له مؤشر machinability 55 ، وهو ما يعني عندما يتم تشكيله بسرعة القطع 55 ft / min (17m / min) ، ستكون أداة الحياة 60 دقيقة.

(ت) التحكم بالرقاقة:

في بعض الحالات ، سهولة التحكم في الشي chipات هي أيضًا مقياس للميكنة. أما بالنسبة للتحكم في الرقاقة ، فإن الرقائق الطويلة والكراتية ، إذا لم يتم تكسيرها ، يمكن أن تؤثر بشدة على عملية القطع عن طريق تجعيدها حول أحدث أداة.

العوامل التي تؤثر على Machinability:

بشكل عام ، يعتبر أن المكنية هي خاصية تعتمد بشكل رئيسي على البنية الدقيقة وخصائص مادة العمل ، ولكنها أيضًا تتأثر كثيرًا ببعض العوامل الأخرى.

بعض العوامل الهامة والمساءلة التي تؤثر على machinability هي التالية:

(ط) معلمات مادة العمل.

(2) معلمات الأدوات.

(ثالثا) المعلمات بالقطع.

(1) معلمات مادة العمل:

ويشمل:

أنا. صلابة.

ثانيا. المجهرية.

ثالثا. التركيب الكيميائي.

د. الشكل والأبعاد.

v. صلابة عقد.

السادس. قوة الشد.

(2) معلمات توت:

ويشمل:

أنا. هندسة الأدوات.

ثانيا. المادة أداة.

ثالثا. صلابة من أداة القابضة.

د. اختيار الأداة المناسبة.

v عملية طحن الأدوات.

السادس. درجة حرارة واجهة أداة رقاقة.

(الثالث) معلمات القطع:

ويشمل:

أنا. سرعة القطع.

ثانيا. تغذية.

ثالثا. عمق القطع.

د. قطع السوائل.

طبيعة عملية القطع (متقطعة أو ثابتة).

السادس. صرامة عقد العمل أداة.

السابع. سهولة التخلص من الرقائق.

Machinability من المواد الشائعة:

سنناقش آلية التشغيل واحدة تلو الأخرى من بعض المواد الشائعة الاستخدام مثل الفولاذ ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، الألمنيوم ، اللدائن الحرارية ، المواد المركبة ، إلخ.

(1) الفولاذ:

يؤثر محتوى الكربون الصلب بشكل كبير على قابليته للميكنة. يصعب عمل الفولاذ عالي الكربون لأنه صعب وقد يحتوي على كربيد. الكربيد الموجود في الفولاذ يمتص أداة القطع. من ناحية أخرى ، فإن الفولاذ منخفض الكربون مزعج لأنها ناعمة للغاية. الفولاذ منخفض الكربون هو "غائر" ويلتزم بأداة القطع ، مما يؤدي إلى حافة مبنية تقصر عمر الأداة. لذلك ، فإن الفولاذ الكربوني المتوسط ​​(الذي يبلغ كربونه حوالي 0.2٪) هو الخيار الأمثل لأفضل ميكانيكي.

غالبًا ما يتم إضافة الكروم ، والموليبدينوم وعناصر السبائك الأخرى إلى الفولاذ لتحسين قوتها. ومع ذلك ، فإن معظم هذه العناصر يقلل من machinability. الشوائب (الأكاسيد) موجودة إن وجدت ، تقلل من قابليتها للميكنة.

(ثانيا) الفولاذ المقاوم للصدأ:

إن الفولاذ المقاوم للصدأ له قابلية ضعيفة في الماكينات مقارنة مع الفولاذ الكربوني العادي لأنه أكثر صرامة ، ويميل إلى العمل بشكل سريع جدا. قد يؤدي التصلد قليلًا في الفولاذ إلى تقليل الغمامة وجعل عملية القطع أكثر سهولة. AISI -303 و 416 أسهل في الماكينة بسبب إضافة الكبريت والفوسفور.

(ثالثا) الألمنيوم:

الألومنيوم عموما سهل جدا على الآلة. على الرغم من أن الدرجات اللينة تميل إلى تشكيل حافة مبنية ، مما يؤدي إلى ضعف سطح السطح. ينصح بسرعات عالية للقطع ، زوايا أشعل النار عالية ، وزوايا تخفيف عالية من أجل الميكانيكة المناسبة. السبائك 2007 ، 2011 ، و 6020 لديهم machinability جيدة خاصة.

(4) اللدائن الحرارية:

من الصعب تصنيع اللدائن الحرارية بسبب ضعف توصيلها الحراري. هذا يخلق الحرارة التي تراكمت في منطقة القطع ، والتي تحط من حياة الأداة وتذيب البلاستيك محليًا.

(5) المركبات:

غالباً ما تكون المركبات المركبة أسوأ ميكنة بسبب دمجها في الموصلية الحرارية الرقيقة للراتنج البلاستيك مع مصفوفة السيراميك القاسية أو الكاشطة.

إضافات لتحسين Machinability:

تقلل المضافات من التلامس المعدني بين الأداة ومواد العمل ، وبالتالي ، خفضت معدلات الاحتكاك وارتداء الأدوات. هناك مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية ، سواء المعادن وغير المعدنية ، والتي يمكن أن تضاف إلى المعادن الحديدية وغير الحديدية لتحسين القدرة على التشغيل. قد تعمل هذه المضافات عن طريق تشحيم واجهة أداة القطع ، مما يقلل من قوة القص للمادة ، أو يزيد من هشاشة الرقاقة.

تاريخيا ، كان الكبريت والرصاص أكثر المواد المضافة شيوعا ، ولكن البزموت والقصدير تحظى بشعبية متزايدة لأسباب بيئية.

فيما يلي بعض المواد المضافة مع المعادن لتحسين machinability: