De juiste snijgereedschapsmaterialen kiezen voor optimale bewerkingsprestaties

Vandaag bespreken we de meest voorkomende snijgereedschapsmaterialen in de mechanische industrie. Gereedschappen spelen een cruciale rol bij bewerking. De vorm van het werkstuk, zijn oppervlakteafwerking en enkele andere eigenschappen hangen direct af van het gereedschapsmateriaal en zijn ontwerp. Een goed ontworpen gereedschap met geschikt materiaal geeft een betere oppervlakteafwerking en hogere nauwkeurigheid. Belangrijkste kenmerken van gereedschappen zijn:

• Hoge warmhardheid.
• Hoge slijtvastheid.
• Hoge zwaarte en hardheid.
• Hoge warmtegeleiding.
• Werkt bij hoge temperatuur tijdens snijden, dus lage thermische uitdijingscoëfficiënt.
• Hoge sterkte.
• Lage wrijvingscoëfficiënt en chemisch stabiel.

Snijgereedschapsmaterialen

Meest voorkomende technische materialen gebruikt in gereedschapsbouw:

Koolstofstaal Gereedschap

Koolstofstaal wordt veel gebruikt voor het bewerken van zachte materialen zoals magnesium, aluminium, hout, etc. Het bevat koolstof, silicium en magnesium als bestanddelen. Dit materiaal wordt gebruikt voor handboortjes, smalle messen, tapen, dijnen, beitels, etc. De snijsnelheid is ongeveer 10 m/min en de maximale werktemperatuur is 200–250 °C.

Hogesnelheidsstaal (HSS)

Hogesnelheidsstaal is een veelvoorkomend gereedschapsmateriaal, een legering van staal, wolfram, chroom en vanadium. Het bevat 18% Wolfram, 4% Chroom en 1% Vanadium. Dit materiaal is diephardend en kan in olie, lucht of zout worden aangebrand. Het heeft de hoogste zwaarte. De snijsnelheid is ongeveer 30–50 m/min. Het kan werken tot 650 °C.

Volgens de samenstelling kan het in twee hoofdtypen worden verdeeld:

1. Wolfram-type stalen waar wolfram het belangrijkste legeringselement is.
2. Molybdeen-type staal waar wolfram gedeeltelijk of volledig wordt vervangen door molybdeen. Het is goedkoper dan wolfram-type staal en heeft een grotere zwaarte op hetzelfde hardheidsniveau.

Stellite

Stellite is een niet-ferro legering met kobalt, chroom, wolfram, molybdeen en boor. Kobalt ongeveer 38–53%, chroom 30–33%, wolfram 10–20%, koolstof 1–3%. Dit materiaal heeft intermediaire eigenschappen tussen HSS en cemented carbide. Snijsnelheid ongeveer 50–80 m/min. Maximale werktemperatuur ongeveer 900 °C.

Dit gereedschapsmateriaal wordt voornamelijk gebruikt voor ruw bewerken bij relatief hoge snelheid en voedsnelheid en kan moeilijkere materialen bewerken zoals hoogtrekstaal, roestvrij staal en warmtebehandelde vast staal.

Cemented Carbide Gereedschap

Gemaakt via poedermetallurgietechniek. In dit materiaal fungeert kobalt als bindmiddel. Deze materialen kunnen in drie typen worden verdeeld:

1. Recht wolframcarbide met kobalt als bindmiddel.
2. Wolframcarbide met kobalt als bindmiddel en grote percentages carbiden van titanium, tantalum, niobium en columbium, etc.
3. Titania carbide met nikkel of molybdeen als bindmiddel.

Maximale snijsnelheid tot 60–200 m/min. Werktemperatuurlimiet tot 1000–1200 °C.

Alle carbiden in afgewerkte staat zijn extreem broos en zwak in hun weerstand tegen impact en schokbelasting. Daarom zijn trillingen zeer schadelijk voor carbidgegereedschappen.

Keramieken

Dit gereedschap is een combinatie van siliciumcarbide en aluminiumoxide. Ook gemaakt via poedermetallurgie. Kan niet op lage snelheid werken. Dit materiaal heeft zeer hoge slijtvastheid en is harder dan cemented carbide gereedschap. Wordt met name gebruikt voor het bewerken van gietijzer en hoogtrekstaal met hogere snijsnelheid dan cemented carbide. Maximale werktemperatuur ongeveer 1400 °C. Snijsnelheid ongeveer 300–600 m/min.

Cermets

Combinatie van keramiek met metaal heet cermets. Dit materiaal heeft de hoge refractoriteit van keramieken en de hoge zwaarte en thermische schokweerstand van metaal. De gebruikelijke combinatie is aluminiumoxide met metaal (W, Mo, Boor, Ti, etc.) in een hoeveelheid van 10 procent.

Diamant

Diamant is het hardest bekende gereedschapsmateriaal op aarde. Het heeft goede warmtegeleiding, lage thermische uitdijing en lage wrijvingscoëfficiënt. Snijsnelheid ongeveer 1500–2000 m/min. Wordt gebruikt voor het bewerken van harde materialen zoals harde carbiden, nitriden, etc. Wordt voornamelijk gebruikt voor het bewerken van non-ferro materialen.

Kubisch Bornitride (CBN)

Het is het op een na hardest materiaal na diamant. Het is geen natuurlijk materiaal. Het bestaat uit stikstof- en booratoom. Heeft hoge hardheid en hoge warmtegeleiding. CBN is chemisch inert en wordt gebruikt als vervanging van diamant voor het bewerken van staal. Wordt voornamelijk gebruikt als slijpmiddel in slijpschijven. Maximale snijsnelheid ongeveer 600–800 m/min.

UCON

Het is een nieuw snijmateriaal. Samenstelling: columbium 50%, titanium 30%, wolfram 20%. Heeft hoge hardheid, hoge zwaarte en uitstekende schokweerstand. Wordt voornamelijk gebruikt voor staalsnijmateriaal en is niet geschikt voor het snijden van gietijzer, roestvrij staal en superlegeringen met Ni, Co en Ti als basismateriaal. UCON geeft 60% toename in snijsnelheid vergeleken met wolframcarbide.

Coronite

Nieuw snijmateriaal wiens eigenschappen liggen tussen die van HSS en cemented carbide. Dit materiaal bestaat uit fijnkorrelig TiCN gelijkmatig verdeeld in een warmtebehandelbaar staal. Wordt gebruikt voor het produceren van kleine en middelgrote booren en freesmesjes. Ook gebruikt voor composiet- en coatingtechnologie. Wordt voornamelijk gebruikt als kernmateriaal voor HSS of veerstaal.

Dit was alles over de meest voorkomende snijgereedschapsmaterialen in de mechanische industrie. Heb je vragen? Laat een reactie achter. Deel op sociale netwerken als je dit artikel leuk vond. Abonneer je op onze website voor meer informatieve artikelen. Bedankt voor het lezen.