پروسه های ریخته گری – بخش هشتم

پروسه های ریخته گری – بخش هشتم

۲٫۳ مواد ابزاری

به طور اساسی سه نوع ماده ابزاری وجود دارد:

  • فولادهای ابزاری
  • کاربیدهای فلزی
  • سرامیک ها، شامل مواد الماس مانند

فولادهای ابزاری از قرن نوزدهم معرفی شدند و هنوز هم نقطه اتکاء مواد ابزاری هستند. این مواد، آلیاژهای آهن و کربن به علاوه عناصری مانند کروم، تنگستن، مولیبدنم، تیتانیوم و وانادیوم می باشند. این عناصر خواص برش فولاد را بهبود می بخشند و جوابگوی عملیات حرارتی هستند.

ابزارهای کاربید فلزی که اغلب با نام ابزارهای فلز سخت نیز شناخته می شوند با ترکیب پودرهای کبالت (با نماد شیمیایی Co) و کاربید فلز (معمولاً کاربید تنگستن، WC) به دست می آیند. سپس این عناصر با استفاده از روش های فرآوری پودری، پخته می شوند. ذرات کاربید (که حتی در دماهای ماشین کاری نیز سخت و بسیار مستحکم هستند) سطوح برش ابزار را تشکیل می دهند و وظیفه کبالت نیز به زبان ساده، نگه داشتن کلیه ذرات کاربید است. می توانید از شکل ۴۴ ببینید که میکروساختار حاوی ذرات کاربید فلز است که در کبالت جا گرفته است. این نمونه مثال خوبی برای این است که چطور مخلوط کردن فیزیکی دو ماده با پروفیل های خواصی مختلف می تواند یک ماده کامپوزیت تولید کند که خواص مفید بیش تری را نسبت به هر کدام از اجزایش نشان دهد.

 

شکل ۴۴: میکرو ساختار یک ابزار فلزی سخت WC/Co

در نهایت، ابزارهای سرامیکی معمولاً حاوی اکسید آلومینیوم (Al2O3) هستند و گاهی اوقات با کمی اکسید منیزیم (MgO) همراه می شوند. همچنین این ابزارها استحکام و پایداری شیمیایی خوب خود را در دماهای بالا حفظ می کنند. ابزارهای تخصصی بیش تر را نیز می توان از مواد کامپوزیت سرامیک (با مخلوط کردن دو یا تعداد بیش تری از مواد سرامیکی) و همچنین الماس که برای ماشین کاری مواد غیرآهنی و بسیار سخت استفاده می شود، تهیه کرد.

همچنین این مواد سرامیکی به عنوان ابزار در پروسه های سنگ زنی استفاده می شوند. این پروسه از یک چرخ دوار سرعت بالا که از ماده ساینده متخلخل درست شده است، استفاده می کند و با حرکت از روی قطعه کار لایه نازکی از ماده را بر می دارد (شکل ۴۵). در این حالت هزاران هزار لبه برش کوچک که از ذرات ساینده سخت مانند الماس یا اکسید آلومینیوم تشکیل شده اند، به صورت برآمده روی سطح چرخ وجود دارند. سنگ زنی برای ایجاد سطوحی (معمولاً تخت یا استوانه ای) با پرداخت خوب روی مواد سخت استفاده می شود که اندازه برش و در نتیجه براده بسیار کوچک هستند. تا زمانی که مقدار ماده برداشته شده طی پروسه سنگ زنی کم باشد، سنگ زنی به طور معمول به عنوان یک پروسه پرداخت مد نظر قرار می گیرد.

شکل ۴۵: سنگ زنی

 

۲٫۴ برش عمودی

این روش برای برش ورق مواد استفاده می شود. معمولاً CNC

  • لیزر. سریع، دقیق، پرداخت سطح خوب، قابل استفاده برای بسیار از مواد. برش دقیق. نگهداری با جزئیات زیاد
  • واترجت: تقریباً هر ماده ای. بدون آسیب گرمایی
  • برش جوش (گاز): سیستم ارزان تر، مناسب برای صفحه فولادی ضخیم. بدترین کیفیت.
  • پلاسما: ارزان اما پرداخت سطح بهتر از برش جوش. معمولاً کمی بهتر از برش اکسی (جوش)
  • ماشین فرز CNC: به طور نمونه چوب، پلاستیک و مواد نرم ()، اغلب توسط خلا داخل یک تخته مازاد (MDF) نگه داشته می شود.

برش واترجت

برش واترجت ابزاری است که توانایی ایجاد برش درون فلز یا دیگر مواد را با استفاده از یک جتِ آب با سرعت و فشار بالا یا ترکیبی از آب و یک ماده ساینده دارد. این روش اغلب در زمان ساخت یا تولید قطعات برای ماشین آلات و دیگر وسیله ها مورد استفاده قرار می گیرد. این شیوه در صنایع متعدد و گوناگون، از معدن گرفته تا صنعت هوافضا، کاربرد پیدا کرده است و برای عملیات هایی مانند برش، شکل دهی، کنده کاری و برقوزنی استفاده می گردد.

مزیت مهم برش واترجت، توانایی برش ماده بدون افزایش دمای بیش از حد آن است (بدون “منطقه حرارت دیده” یا HAZ).

همچنین برش های واترجت توانایی ایجاد برش های به مراتب پیچیده تری را در ماده دارند. می توان نوع بریدگی یا عرض برش و همچنین نوع و میزان ماده ساینده را با تغییر قطعه داخل نازل، تغییر داد. برش های سایشی معمول، با محدوده بریدگی بین “۰۴/۰ تا “۰۵/۰ (mm 016/1 تا mm 27/1) هستند اما می توانند به باریکی “۰۲/۰ نیز باشند (mm 508/0). برش های غیرسایشی معمولاً “۰۰۷/۰ تا “۰۱۳/۰ (mm 178/0 تا mm 33/0) هستند اما می توانند به کوچکی “۰۰۳/۰ (mm 076/0) نیز باشند که تقریباً به اندازه یک تار موی انسان است. این برش های کوچک امکان ایجاد جزئیات بسیار دقیق در گستره وسیعی از مصارف را دارند.

واترجت به تنهایی یک گوجه فرنگی را برش می دهد

واترجت های با مواد ساینده، “۲۵/۱۰ از فولاد ابزاری را برش می دهند

واترجت با مواد ساینده، شیشه را برش می دهد

شش مشخصه اصلی در پروسه برش با واترجت وجود دارد:

  1. استفاده از جریان ذرات ساینده با سرعت بالا که در یک جریان آب با فشار فوق بالا، معلق هستند و توسط یک پمپ تشدیدکننده واترجت تولید می گردند
  2. برای ماشین کاری مجموعه بزرگی از مواد شامل مواد حساس به گرما، ظریف و خیلی سخت، استفاده می شود.
  3. هیچ آسیب گرمایی را به سطح یا لبه های قطعه کار وارد نمی کند
  4. نازل ها معمولاً ساخته شده از همجوشی بور با یک فلز یا بنیان دیگر هستند
  5. در بیش تر برش ها تیزی کم تر از ۱ درجه ایجاد می کند که می توان آن را با پایین آوردن سرعت پروسه برش، کم یا به طور کامل حذف کرد.
  6. فاصله نازل از قطعه کار بر اندازه بریدگی و نرخ برداشت ماده، اثر دارد. فاصله معمول برابر “۱۲۵/۰ است

منبع : اینترنت

برگردان : ایران ملد