धातु काटने में, उपकरण का काटने वाला हिस्सा सीधे काटने का काम करता है, इसलिए उपकरण सामग्री आम तौर पर उपकरण के काटने वाले हिस्से की सामग्री को संदर्भित करती है। उपकरण सामग्री का उचित चयन काटने की प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पहलू है, जो मोटे तौर पर काटने की उत्पादकता, उपकरण की खपत और प्रसंस्करण लागत, मशीनिंग सटीकता और सतह की गुणवत्ता का निर्धारण करता है। उपकरण सामग्री का विकास भी वर्कपीस सामग्री के विकास से प्रेरित और प्रभावित होता है। नीचे, हम उपकरण सामग्री के चयन पर चर्चा करते हैं।
ऑपरेशन के दौरान, उपकरण महत्वपूर्ण काटने के दबाव, घर्षण और प्रभाव के अधीन होते हैं, जिससे उच्च काटने का तापमान उत्पन्न होता है। इस उच्च तापमान, उच्च दबाव और अत्यधिक घर्षण वाले वातावरण में संचालन करते समय, अनुपयुक्त सामग्री का उपयोग करने से उपकरण तेजी से खराब हो सकता है या क्षतिग्रस्त हो सकता है। इसलिए, उपकरण सामग्री को कुछ बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।
1. उच्च कठोरता और अच्छा पहनने का प्रतिरोध
कठोरता उपकरण सामग्री का एक मूलभूत गुण है। वर्कपीस से चिप्स हटाने के लिए, उपकरण की कठोरता वर्कपीस सामग्री की कठोरता से अधिक होनी चाहिए। धातुओं को काटने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की अत्याधुनिक कठोरता आमतौर पर 60HRC से ऊपर होती है।
कार्बन टूल स्टील के लिए, कमरे के तापमान पर कठोरता 62 एचआरसी से ऊपर होनी चाहिए; उच्च गति वाले स्टील के लिए, कठोरता 63-70 एचआरसी है; और कार्बाइड उपकरणों के लिए, कठोरता 89-93 एचआरसी है।
घिसाव प्रतिरोध एक उपकरण सामग्री की घिसाव का विरोध करने की क्षमता है। सामान्यतया, किसी उपकरण सामग्री की कठोरता जितनी अधिक होगी, उसका 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 कण जितने अधिक समान रूप से वितरित होंगे, 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
यह सुनिश्चित करने के लिए कि उपकरण आमतौर पर काटने के दौरान आने वाले उच्च दबाव, झटके और कंपन के तहत बिना छिले या टूटे काम कर सकता है, उपकरण सामग्री में पर्याप्त ताकत और क्रूरता होनी चाहिए। सामान्यतया, क्रूरता जितनी अधिक होगी, वह उतनी ही अधिक काटने वाली ताकतों का सामना कर सकता है।
3. उच्च ताप प्रतिरोध
ताप प्रतिरोध किसी उपकरण सामग्री के काटने के प्रदर्शन का प्राथमिक संकेतक है। इसे आम तौर पर उच्च तापमान पर उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, ताकत और क्रूरता बनाए रखने की क्षमता से मापा जाता है। इसे गर्म कठोरता के रूप में भी जाना जाता है।
किसी उपकरण सामग्री की उच्च तापमान कठोरता जितनी अधिक होगी, उसका ताप प्रतिरोध उतना ही बेहतर होगा, उच्च तापमान वाले प्लास्टिक विरूपण और घिसाव के प्रति उसका प्रतिरोध उतना अधिक होगा, और काटने की अनुमेय गति उतनी ही अधिक होगी।
उच्च तापमान कठोरता के अलावा, उपकरण सामग्री को उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध और आसंजन और प्रसार के लिए अच्छा प्रतिरोध भी प्रदर्शित करना चाहिए। इस गुण को रासायनिक स्थिरता कहा जाता है।
4. अच्छे थर्मोफिजिकल गुण और थर्मल शॉक प्रतिरोध
किसी उपकरण सामग्री की तापीय चालकता जितनी बेहतर होगी, काटने की गर्मी को काटने वाले क्षेत्र से दूर ले जाना उतना ही आसान होगा, जिससे उपकरण सामग्री के काटने वाले हिस्से का तापमान कम होगा और उपकरण घिसाव कम होगा।
5. अच्छी विनिर्माण क्षमता
उपकरणों में न केवल उत्कृष्ट काटने का प्रदर्शन होना चाहिए बल्कि निर्माण करना भी आसान होना चाहिए। इसके लिए उपकरण सामग्रियों की अच्छी विनिर्माण क्षमता की आवश्यकता होती है, जैसे फोर्जिंग, ताप उपचार, वेल्डिंग, पीसने और उच्च तापमान वाले प्लास्टिक विरूपण प्रतिरोध।
6. आर्थिक दक्षता
आर्थिक दक्षता उपकरण सामग्री का एक प्रमुख संकेतक है। उपकरण सामग्री का विकास किसी देश की वास्तविक संसाधन स्थिति पर आधारित होना चाहिए, जिसका अत्यधिक आर्थिक और रणनीतिक महत्व है।
कुछ उपकरण प्रति यूनिट महंगे हो सकते हैं, लेकिन उनकी लंबी सेवा जीवन का मतलब है कि प्रति घटक लागत आवश्यक रूप से अधिक नहीं है। इसलिए, काटने के उपकरण का चयन करते समय आर्थिक प्रभावों पर विचार किया जाना चाहिए। इसके अलावा, उन्नत प्रसंस्करण प्रणालियों में, काटने के उपकरण काटने का प्रदर्शन भी स्थिर और विश्वसनीय होना आवश्यक है, कुछ हद तक पूर्वानुमान और उच्च विश्वसनीयता के साथ।