ऑपरेशन के दौरान, काटने के उपकरण महत्वपूर्ण काटने के दबाव, घर्षण और प्रभाव बलों के अधीन होते हैं, जिससे उच्च काटने का तापमान उत्पन्न होता है। इस उच्च तापमान, उच्च दबाव और उच्च घर्षण वातावरण में काम करते समय, अनुपयुक्त सामग्री का उपयोग करने से उपकरण खराब हो जाएगा या जल्दी टूट जाएगा। इसलिए, उपकरण सामग्री को कई बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।
1. उच्च कठोरता और अच्छा पहनने का प्रतिरोध
कठोरता एक मूलभूत विशेषता है जो उपकरण सामग्री में होनी चाहिए। किसी वर्कपीस से चिप्स काटने के उपकरण के लिए, इसकी कठोरता वर्कपीस सामग्री की कठोरता से अधिक होनी चाहिए। धातु सामग्री को काटने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की धार की कठोरता आमतौर पर 60 एचआरसी से ऊपर होती है।
कार्बन टूल स्टील सामग्री के लिए, कमरे के तापमान पर कठोरता 62 एचआरसी से ऊपर होनी चाहिए; उच्च गति वाले स्टील की कठोरता 63-70 एचआरसी है; और सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों की कठोरता 89-93 HRC होती है।
घिसाव प्रतिरोध एक उपकरण सामग्री की घिसाव का विरोध करने की क्षमता है। आम तौर पर, उपकरण सामग्री की कठोरता जितनी अधिक होगी, पहनने का प्रतिरोध उतना ही बेहतर होगा। कठोरता जितनी अधिक होगी, संख्या जितनी अधिक होगी, कण उतने ही छोटे होंगे, और उपकरण सामग्री की मेटलोग्राफिक संरचना में कठोर बिंदुओं (जैसे कार्बाइड और नाइट्राइड) का वितरण जितना अधिक समान होगा, पहनने का प्रतिरोध उतना ही बेहतर होगा। यह उपकरण सामग्री की रासायनिक संरचना, शक्ति, सूक्ष्म संरचना और घर्षण क्षेत्र के तापमान से भी संबंधित है।
2. पर्याप्त ताकत और दृढ़ता
जब उपकरण उच्च दबाव और आमतौर पर काटने के दौरान होने वाले प्रभाव और कंपन के अधीन होता है, तो छिलने और टूटने से बचाने के लिए, उपकरण सामग्री में पर्याप्त ताकत और कठोरता होनी चाहिए। आम तौर पर, कठोरता जितनी अधिक होगी, वह उतनी ही अधिक काटने की शक्ति का सामना कर सकता है।
3. उच्च ताप प्रतिरोध
ताप प्रतिरोध उपकरण सामग्री के काटने के प्रदर्शन का एक प्रमुख संकेतक है। इसे आमतौर पर उच्च तापमान पर उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, ताकत और कठोरता को बनाए रखने की क्षमता से मापा जाता है, जिसे गर्म कठोरता के रूप में भी जाना जाता है।
उपकरण सामग्री की उच्च तापमान कठोरता जितनी अधिक होगी, गर्मी प्रतिरोध उतना ही बेहतर होगा, उच्च तापमान पर प्लास्टिक विरूपण और घिसाव का प्रतिरोध उतना ही मजबूत होगा, और स्वीकार्य काटने की गति उतनी ही अधिक होगी।
उच्च तापमान कठोरता के अलावा, उपकरण सामग्री में उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण का विरोध करने और आसंजन और प्रसार के लिए अच्छा प्रतिरोध करने की क्षमता भी होनी चाहिए। इस विशेषता को रासायनिक स्थिरता कहा जाता है।
4. अच्छे थर्मोफिजिकल गुण और थर्मल शॉक प्रतिरोध
उपकरण सामग्री की तापीय चालकता जितनी बेहतर होगी, काटने की गर्मी को काटने वाले क्षेत्र से दूर ले जाना उतना ही आसान होगा, इस प्रकार उपकरण सामग्री के काटने वाले हिस्से का तापमान कम हो जाएगा और उपकरण घिसाव कम होगा।
बड़ी तापीय चालकता का मतलब है कि गर्मी को अधिक आसानी से दूर ले जाया जाता है, जिससे उपकरण की सतह पर तापमान का प्रवणता कम हो जाती है; थर्मल विस्तार का एक छोटा गुणांक थर्मल विरूपण को कम कर सकता है; और एक छोटा लोचदार मापांक थर्मल विस्तार के कारण होने वाले वैकल्पिक तनाव के आयाम को कम कर सकता है।
अच्छे थर्मल शॉक प्रतिरोध वाली उपकरण सामग्री का उपयोग मशीनिंग के दौरान तरल पदार्थ काटने के साथ किया जा सकता है।
5. अच्छी प्रक्रियाशीलता
उपकरणों में न केवल काटने का प्रदर्शन अच्छा होना चाहिए बल्कि निर्माण में भी आसान होना चाहिए। इसके लिए उपकरण सामग्री में अच्छी प्रक्रियाशीलता की आवश्यकता होती है, जैसे फोर्जिंग प्रदर्शन, गर्मी उपचार प्रदर्शन, वेल्डिंग प्रदर्शन, पीसने का प्रदर्शन और उच्च तापमान प्लास्टिक विरूपण।
6. आर्थिक दक्षता
आर्थिक दक्षता उपकरण सामग्री के महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है। उपकरण सामग्रियों के विकास को देश की वास्तविक संसाधन स्थिति के साथ जोड़ा जाना चाहिए, जिसका महत्वपूर्ण आर्थिक और रणनीतिक महत्व है।
हालाँकि कुछ उपकरण प्रति इकाई बहुत महंगे हैं, लेकिन उनके लंबे सेवा जीवन के कारण प्रति भाग की लागत आवश्यक रूप से अधिक नहीं है। इसलिए, उपकरण चुनते समय आर्थिक दक्षता पर विचार किया जाना चाहिए। इसके अलावा, उन्नत मशीनिंग प्रणालियों में, उपकरणों को एक निश्चित डिग्री की भविष्यवाणी और उच्च विश्वसनीयता के साथ स्थिर और विश्वसनीय कटिंग प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।