השפעה על מיקרו-מבנה על יכולת

המיומנות של חומר עבודה - כמה קל זה יכול להיות לחתוך, קידוח, או בצורת - נשלטת ביסודו על ידי המיקרו-מבנה שלה, בעוד גורמים כמו קשיחות וקומפוזיציה כימית מצוטטים בדרך כלל, את הסדר הבסיסי של דגנים, שלבים, פגמים ברמה מיקרוסקופית מכתיב את התגובה בעולם האמיתי של פעילות מאצ'ין. הבנה עמוקה של מיקרו-מבנה מאפשר מהנדסים לנבא כלי, כוחות חיתוך, פני השטח, ותפקודים, ומעבדים אלה באמצעות תכונות ספציפיות.

יסודות של מיקרו-מבנה

(מיקרו-מבנה מתייחס לאדריכלות הפנימית של חומר שניתן להבחין בו תחת מיקרוסקופ.הוא כולל גודל גרגר וכיוון, הפצה שלב (למשל, ferrite, austenite, martensite), נוכחות ומורפולוגיה של הכללות (תחמוצות, sulfides, carbides), ופגמים כגון porosity או microcracks. אלה הם תוצר של חומרים מקיפים וצורות מכניות:0.

  • (ב) ,0) גודלו ותכונות הגבול של יוון
  • (ב) ,0) ,0 התפלגות של שלבים קשים
  • (ב) ,0) , פיזור של הכללה לא-מטאלית:
  • (ב) [15] ,9.

כל אחד מהגורמים הללו אינטראקציה עם כלי חיתוך בדרכים נפרדות, שינוי מכניקה של היווצרות שבב, דור חום וחיכוך.

גודל גרלין ו- Boundaries

גודל Grain יש מתאם ישיר עם כוח מכני ודוכסיות, אשר בתורו להשפיע על הקניות.חומרים זעירים יש בדרך כלל כוח גבוה יותר קשיחות עקב אזור גבול דגנים מוגברת. במהלך מאצ'ינג, גרגרי קנס יכולים להוביל לעיוות אחיד יותר משטח חלק יותר כי העומס מחולק גם על פני דגנים קטנים רבים.עם זאת, קנסות יכול להגדיל את הכוחות חיתוך, או ללבוש חיסגוני על כלי לחץ דם קשה, במיוחד אם יש מגבלות לחץ דם קשה יותר, אבל לעתים קרובות על פני השטח.

שלב הפצה

רוב חומרי ההנדסה הם רב-phase. in Steels, היחסי של ferrite, פנינייט, ביניט, ו martensite לשנות באופן דרמטי את יכולת ה- chinite הוא רך ו ductile, המאפשר חיתוך קל אבל פוטנציאלי מוביל ל-Mon-up קצה (BUE) ו-Baltenite לחץ גבוה יותר, עם מבנה הלגום של מלטיט ו-ferite, מספק איזון של כוח ועוצמה נמוכה יותר מאשר סגסוגת קלושטקטיבית.

אכזבות ומכשולים

הכללות לא-מטאליות כמו sulfides, תחמוצות, ו carbides יכולים להיות מועילים או מזיקים.בפלדות ללא תשלום, כמויות קטנות של להוביל, גופר, או סידן מתווספים בכוונה כדי ליצור הכללה רופפת (למשל, מאן) שפועלת כמו העלאת מתח, קידום השבבים וצמצום החיכוך כלי זה.

מכניזם של השפעות מיקרו-מבנה על יכולת

ההשפעה של מיקרו-מבנה באה לידי ביטוי באמצעות מספר מנגנונים פיזיים במהלך המבוך: חיתוך הדור, ללבוש כלי, יושרה פני השטח, ו-S השבבים מורפולוגיה.הבנת אלה מסייעת בבחירת חומרי כלי מתאימים, ציפויים ופרמטרים חיתוך.

חיתוך כוחות וכליים

כמו כלי חיתוך עוסק ב- Workpiece, המיקרו-מבנה מכתיב את כוח התשואות המקומי ומעבד קשיחות עבודה (Rtensite, carbides) דורש כוחות גבוהים יותר ל- Shear, הגדלת עומסים מכניים ורמוסיים על קצה הכלי.יש ללבוש את שבבים באורך של 1DGatecforms כאשר העבודה מכילה פחות מדבקות פשוטות אשר מצלמים את פני השטח.

חוצות ואינטגרליות

איכות פני השטח הממכונה היא השתקפות ישירה של מבניין העבודה. ⁇ , חומרים הומוגניים לייצר מסימני פני השטח טובים יותר כי הכלי נתקל התנגדות אחידה. Coarse או Multiphase micropitse יכול להוביל לדמיע פני השטח, microcracking, או בנוי קצה. לדוגמה, כאשר מאצ'ינג ritic-pelitic פלדה, ההבדל בין תופעות לוואי קשות של חומר מטבולית, עלול להשפיע על פני השטח.

Chip Formation

מיקרו מבנים משפיעים מאוד על סוג השבבים ושברות.חומרי דונטילי (למשל, אלומיניום טהור, נחושת נחרצת) נוטים לייצר שבבים ארוכים, רציף שיכולים לסבך סביב הכלי ותחזוקת העבודה, המוביל לבעיות.הוספת הכללות או שלבים שני משבש את מטוס השבבים הרצוי, מקדם פלמנט השבבים.

בקרת מיקרו-מבנה לשיפור יכולת ה-Matinability

ליצרנים יש כמה מוליכים כדי להתאים את מבנה המיקרו כדי להפוך את הטיפול יעיל יותר.חום הוא הנפוץ ביותר, אבל עיצוב סגסוגת עיבוד תרמומאני לשחק תפקידים.

שיטות טיפול חום

(ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עיבוד מתקדם ו- Advanced Processing

(הופנה מהדף עופרת, גופרית, סידן או דו-סמוט פלדה יוצרות הכללות מועילות שמשפרות שבב ולהפחית חיכוך.עם זאת, תוספות אלה יכולות להשפיע על תכונות אחרות כמו קשיחות או אי-יכולת.באלומיניום, הוספת tin או מגנזיום יכול להפחית את היווצרות של BUE.com (FLT:0additive ManufacturingFLT לייצר מבנים ייחודיים:

שיקולים חומריים-המוניים

משפחות חומריות שונות יש מאפיינים מיקרו-מבנהיים נפרדים השולטים בהתנהגותם של הקניונות.

פלדה

פלדות פחמן נמוך (פראטי / pearlitic) הם בדרך כלל קל מכונה, אבל היווצרות BUE במהירויות נמוכות הוא דאגה. פלדות פחמן בינוני תועלת מנרמל או spheroiding עבור קיבולת אופטימלית. high-carbon וכלי פלדה דורשים annealing כדי לרכך את carbids. , במיוחד ציוני austenitic, עבודה-enhard במהירות; פנים מקוטבבבבבבב חזק יותר חזק יותר, אבל עמידים עמידים יותר, אבל עמידים עמידים יותר, 000.

Alloys שאינם מסוכנים

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ mFLT:1 מושפע מאוד על ידי תוכן סיליקון. Hypoeuteסגסוגתs (SiFLT:2 12%) מכילים חלקיקים מרכזיים סיליקון הגורם לחיבוק חמור - כלי חיתוך בשלב זה של אלפא (PCD) יש לעתים קרובות צורך במיקרו-אופטימיזציה של סיליקון אקוטי יכול להשתנות עם נתרן או סטרומנטיום נמוך, אבל סגסוגת אלפא-פרי (D) הוא לעתים קרובות יש צורך במיקרו-אופטימיים (pto-אופטימי)

חומרים קשיחים למכונה

Ceramics, מורכב, פלדה קשיח להציג אתגרים קיצוניים. in קרמיקה מרפלקסים, מריצה מהירה וחיזוק סיבים לגרום לכוחות חיתוך לסירוגין ללבוש כלי מהיר. מתכת מטריקס מורכב (למשל, אל-SiC) יש תופעות נשימות אלימות.אבקת מתכת המכילים תירורגיות המכילות את כלי הדם עקב מיקרואקטיביות מעוקבים (למשל, תהליכי הפצה חיוניים), בין תאי עצבות, לבין חומר גירויים חיוניים (D) הוא אפקטי לחץ דם קשה.

השלכות מעשיות על ייצור

עבור מהנדסי ייצור, correlating micro Structure עם יכולת מטמון מאפשר החלטות מונעות נתונים:

  • (FLT:0) דרישות תכנון: FLT:1 מכוונן מהירויות חיתוך, להאכיל ומעמקים המבוססים על מצב טיפול חום העבודה.לדוגמה, מאצת פלדה נצורה ניתן לעשות במהירויות גבוהות יותר, אך עשוי לדרוש שברים; פלדה קשה צורך במהירויות נמוכות יותר וגיאומטריה כלי חזק יותר.
  • (FLT:0) בחירת טולול: (1) כלי Carbide מתאימים לרוב המיקרו-בנינים, אך כלים מצופים (TiAlN, AlCrN) להפחית את ללבוש כאשר שלבים קשים נמצאים.CBN הוא מעדיף חומרים מעוררים עם מרטן, בעוד PCD מטפל בסגסוגת לא מפרה.
  • (השליטה:0) בקרת איכות: 1FLT 1 (הבדיקה המטלטרפית) יכולה לאמת את עקביות של מיקרו-מבנה בין אצווה. Variations בגודל דגנים או ספירת הכללה יכול להוביל לכשלים בלתי צפויים או פגמים על פני השטח.
  • (FLT:0) צמצום:0) צמצום: 1FLT (בקיצור טיפול בחום) לייצר את מבנה המיקרו-מיקרו-מיושב ביותר ללא הקרבת נכסים אחרונים, חברות יכולות להפחית את זמני המחזור, עלויות הכלי ואת שיעורי הגרד.

הצלחה בעולם האמיתי מגיעה לעתים קרובות מגישה הרטיבית: להתחיל בטיפול חום סטנדרטי, למדוד חיי כלי וסיום פני השטח, ולאחר מכן להתאים את הטיפול כדי לשנות את האיזון המיקרו-מבנה. סימולציה מתקדמת (למשל, אלמנט סופי המדגם עם קלטות מיקרו-וריות) משמשים יותר ויותר לחיזוי יכולת מאצ'ין לפני חיתוך שבב אחד.

מגמות עתידיות

המחקר דוחף לעבר תכנון מיקרו-בנינים במיוחד לייצור תוספים ו-High-Speed machining. Gradient microstructures - שבו שכבת פני השטח שונה מהפנים - יכול לספק התנגדות ללבוש תוך שמירה על סגסוגת גבוהה-entropy (HEAS) מציעים שילובים חדשים של שלבים כי מאתגרים מודלים של יכולת ייצור מסורתית.

מסקנה

המיקרו של חומר עבודה אינו רכוש סטטי אלא פרמטר הניתן להתאמה שמשלים ישירות את גודל הדגנים ואת חלוקת שלב להכללה מורפולוגיה, כל תכונה מיקרו-מבנה תורמת לרכיבה כלי, איכות פני השטח, וקיצוץ כוחות.על ידי הבנת מערכות יחסים אלה, מהנדסים יכולים לבחור טיפולים מתאימים חום, ⁇ שינויים, ומדפי ייצור כדי לשפר את היעילות והפחתת עלויות הייצור.