פלדה כלי עומד כאחד המשפחות התובעניות ביותר של חומרי הנדסה, פרס על הקשיחות שלה, ללבוש התנגדות, ויכולת להחזיק קצה חיתוך תחת טמפרטורות קיצוניות ולחצים.שימוש בכל דבר מ-Centertails ומת כדי אגרוף ותבניות הזריקה, פלדה כלי חייב לסבול מתח מכני ורחום אינטנסיבי במהלך השירות.אבל לפני שהוא יכול לבצע את התפקידים האלה, תחילה להיות מעוצב, קרקע, ומכונה מפלט גולמי לתוך רכיב מדויק של כוח אדם, לעתים קרובות, על פני השטח של חומר מטבול, על פני השטח של חומר מטבול, ואפקטים, על פני השטח של סגסוגת מדויקת, אבל לפני שהוא משפיע ישירות, על ידי שימוש.

מאצ'יוּת אינה רכוש יחיד אלא מורכבת ממספר מאפיינים: חיתוך כוח נדרש, קצב ללבוש כלי, יעד פני השטח שהושג, היווצרות שבב, ואת האנרגיה הנצרכים במהלך הטיפוח הכימי משפיע רבות על כל אחד מהם. Phosphorus ו- sulfur, אם כי בדרך כלל נחשב אימפולסים או רכיבי חשמלית, ניתן להתאים בכוונה לשיפור הקלות של מכונאים.

הבנה של Phosphorus in Tool Steel

Grain Refinement and Microstructural control

Phosphorus, נוכח פלדה כלי בכמויות עקבות - בדרך כלל 0.01–0.05% על ידי משקל בכיתות סטנדרטיות - מפעילה השפעה לא פרופורציונלית על המיקרו-מבנה.האפקט המועיל העיקרי שלו הוא זיכוך דגנים. אטומי Phosphorus מבדילים לפני austenite דגנים חסימת במהלך טיפול חום, מעכב צמיחה זו בסדר, אחידה יותר לאחר מבנה קשה ומזג אווירי, מאפשר היווצרות חד-קרקעית יותר של פלדה חלקה יותר, מנקה, מנקה.

יתר על כן, זרחן מפחית את הנטייה להיווצרות של חפצי רכב גדולים, חסום שיכול לגרום שבבים או לא אפילו ללבוש במהלך מאצ'ינג. על ידי קידום מבנה גרגר מבוזר יותר, זרחן עוזר להפחית כוחות חיתוך ולשפר יציבות ממדית.בכמה פורמולות פלדה ללא תשלום, זרחן נוסף במכוון לרמות עד 0.10% כדי להפחתה של אפקטים אלה, אם כי דורשות תוספת של אמצעי בקרה חופשית.

The Brittleness Trade-Off: Controlling Phosphorus

הצד השני של היתרונות של phosphorus של גרגר הוא אפקט האמרה הידוע שלה. Phosphorus הוא מחזק ברזולוציה חזקה, אבל ההפרדה שלה לגבולות דגנים מחלישה את הכוח הכובד של הגבולות האלה, במיוחד בנוכחות אלמנטים אחרים כגון sulfur או חמצן. - bribriment - הוא דאגה חמורה בכלי פלדה העוברים בין מחזורי 5 ° C.

עבור פלדה כלי בשימוש ביישומים הדורשים קשיחות גבוהה, כגון אגרוף עבודה קר או להבים Shear, תוכן זרחן חייב להיות נשמר מתחת 0.025% כדי למזער סיכון brittlement. בניגוד, עבור יישומים שבהם הכדאיות היא העדיפות הגבוהה ביותר - לדוגמה, בתבניות מורכבות הדורשות EDM נרחב או CNC מ"מ - מעט גבוה זרחן עשוי להיות נסבל מפתח לחיסכון חום תנאים.

Phosphorus and Internal Stresses

השפעה נוספת של זרחן היא השפעתה על לחצים שאריות במהלך המאצ'ינג. Phosphorus יכול להפחית מעט את הקשיות של מאטריקס פלדה, המוביל למבנה אחיד יותר לאחר quenching. אחיד זה מתורגם למתחים פנימיים נמוכים יותר במצב של כיתול חום, מה שהופך את המימד יציב יותר במהלך מאצ'ין ולהפחית את הסיכון של סגסוגת משנית זו, לעומת זאת, לעתים רחוקות יותר כמו סגסוגת משנית, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, כמו חומר מכומר, לעומת זאת, כמו חומר מסגסוגת משנית או סגסוגת קטנה, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, הוא לעתים רחוקות.

תפקיד Sulfur ב Tool Steel Machinability

Manganese Sulfides: נבנה-In Lubrication

Sulfur הוא אולי תוספת מוכרת ביותר חינם מקנה פלדה. in Tool Steels, sulfur הוא בדרך כלל הוסיף בטווח של 0.03-0.30% על ידי משקל, בהתאם לדרגה ויישומים.מנגנון הפעולה שלה הוא עקיף אך חזק. במהלך הכללה מוצקה ועבודה חם לאחר מכן, גופרית מגיבה עם מניגנס כדי ליצור סוליד מגני (MnS) הם חלקיקים גמישים, כאשר כלי פעולה מטוהרים זה מופעלים, 000.

ההשפעה של הכללות MnS מועילה במיוחד בפעולות מהירות גבוהה של קיצוץ נוזלים קונבנציונליים עשוי להיות לא מספיק. Tool פלדה המכילות תצוגות גופריות גבוהות 15-40% כוחות חיתוך נמוך בהשוואה לעמיתיהם הנטועים נמוך, בהתאם לפרמטרים ספציפיים ו- machining.זה מתורגם ישירות לחיי כלי ארוכים יותר, שיעורי מזון גבוהים יותר, וגבוהים יותר.

כלי החלפה ו- Surface Ends

מעבר ל סיכה, sulfides Manganese גם לתרום הפסקה שבב יציב יותר.על ידי הפעלת כמו העלאת מתח, הם מעודדים היווצרות של שבבים קצרים, בצורת C, במקום ארוך, מחרוזת שבבים שיכולים לסבך סביב הכלי או לעבוד. זה בקרה שבב קריטי במרכזים אוטומטיים שבו השבבים קובע זמניים.

יתר על כן, sulfur הוכח להפחית את מכתש הכלים ללבוש ב carbide וכלי פלדה מהירים מאוד. sulfides מניגאני למנוע את הדבקות של חומר עבודה על פני כלי, ובכך להפחית את היווצרות של זוג diffusion כי מאיץ ללבוש.זה חשוב במיוחד כאשר כלי מאצ'ינג כי יש קשה גבוהה, כגון M2 או M42 במהירות גבוהה פלדה.

The dutility Penalty and Inclusion Morphology Control

הסגירה העיקרית של תוספת sulfur היא ההפחתה של קשיחות הפוכה ודוכסיות. sulfides מganese, תוך תועלת עבור machining, לפעול כנציגים מתח שיכולים ליזום סדקים מתחת לגיל או השפעה. in עומסי כלי פלדה, זה בעייתי ביותר בכיוון ההפוך (מעבר לכיוון מתגלגל או ללח), שבו הם נמשכים לחוויות מסובכות או למתחים כגון מתחים גבוה - מתחים - או מתחמיים קרים - כמו מתחמיים גבוה - או מתחים -

טכניקות ייצור פלדה מודרניות מקטין את הנושא הזה באמצעות בקרת צורה הכללה.הוספת כמויות קטנות של סידן, ספריום, או סלניום מודולפיד מורפולוגיה ממחרוזת ארוכה יותר spherical, פחות צורות מזיקות.בנוסף, יחס sulfur-to-manganese חייב להיות בזהירות כדי להבטיח כי כל ה-sulfur הוא מחויב כמו MnS ולא ברזל כמו s, אשר דורש יחס מינימלי של טיפול קצר או 1.

בין Phosphorus ו-Sulfur

השפעות סינרגטיות על ביישנות

כאשר זרחן וסרפור משמשים יחד, ההשפעות שלהם יכול להיות תוספת או אפילו סינרגיסט בתנאים מסוימים. Phosphorus לחדד את הדגנים, מה שהופך את ההתפלגות קנס הקרביד ועוד אחיד, המאפשר את הכללות MnS להיות מפוזר יותר ויותר בגודל זה.זה משפר את יכולת המטמון הכוללת ללא אותו רמה של עונש קשיח כי שינויים לבדם כי יש צורך הרבה יותר כמו פלדה או יותר של פלדה מסוימת.

עם זאת, השילוב גם מגביר את הסיכון של בידוד מזג, כי זרחן וסרפור יכולים גם לבודד את הגבולות של דגנים אינטראקציה כדי להפחית את הכפייה רבת דגנים אפילו יותר. קובעי פלדה לבצע אופטימיזציה קפדנית לטיפול חום - לעתים קרובות באמצעות טיפול כפול או בוכה - כדי למזער את ההשפעות מועילות של כל אלמנט.

טווחים אופטיים וסטנדרטים

תקני תעשייה כגון ASTM A681 (Standard Specification for Tool Steels Alloy) מגדירים גבולות מקסימליים עבור זרחן ו- sulfur בכיתות סטנדרטיות.עבור פלדה כלי כללי, זרחן מוגבל בדרך כלל ל-0.30% max ו- sulfur ל-030% max. עבור ציונים ללא מטרות רווח (לעתים קרובות deed על ידי uffsorme-S) כמו 26% או "2" פלדה" (%) או "מכלים" (%" (%) הם לעתים קרובות) כמו פלדה) או "2 פלדה" (% עד 0.02 פלדה"2 פלדה" (%" (% עד 0.02) או "מסולק פלדה) הם לעתים קרובות) או "מסולפורהרכב קשה עד 0.02 פלדה" (% עד 0.02 פלדה) או "מסולק" (% עד 0.02) מכיל עד 0.02 פלדה) כמו פלדה" (בדרך כלל) עד 0.02) או "מסולפרזה יכול להיות בשימוש עד 0.02 פלדה" (% עד 0.02 פלדה" (ב" (ב" (בדרך כלל) כדי 0.02 פלדה) כמו 26%) 000) כדי 0.02 פלדה קשה עד 0.02 פלדה

עבור עובש ויישומים למות הדורשים מבוך נרחב ואחריו טיפול חום, פשרה הוא לעתים קרובות פגע סביב 0.040-0.080% sulfur ו 0.015-0.030% זרחן.טווח זה מספק שיפור בולט במיומנות מבלי לגרום הפסדים בלתי אפשריים בנוקשות או לליטקטיבית.

שיקולים מעשיים ליצרנים

בחירת הציון הנכון עבור מכיינות לעומת ביצועים

בעת בחירת פלדה כלי עבור יישום מאצ'ינג-רגיש, מהנדסים חייבים לשקול את החיסכון בעלויות של הגדלת הכדאיות מפני ההפחתה הפוטנציאלית בחיי השירות או הסיכון של כישלון. עבור ייצור חד פעמי או נמוך, את הפרימיה עבור ציונים ללא תשלום יכול להיות מוצדק על ידי מופחת מחזור פעמים ועלויות כלי נמוך יותר.

סימולציות מחשב מודרניות, כגון יסוד סופי המדגם של פעולות מכינים, יכולות לעזור לחזות את ההשפעה של זרחן וסרפור על חיתוך כוחות ועיצב עבור גאומטריה עבודה נתונה. בשילוב עם נתונים על שיעורי ללבוש כלי, זה מאפשר ליצרנים לייעל את התהליכים שלהם לפני ביצוע רכישה פלדה.

טיפול חום ושיקולים שלאחר-Machining

חשוב להכיר בכך שהאפקטים המועילים של זרחן וסרפור נראים לעין ביותר במצב annealed או pre-Harded.לאחר טיפול חום קשה גבוהה 58-65 HRC), ממטריקס פלדה הופך הרבה יותר חזק והשילובים של MnS עדיין נוכחים, אבל ההשפעה סיכה שלהם היא חלקית על ידי הקושי של הסרת שבבי קשה, abrasives יכול להבין את ההשפעות של חומרים אלה על ידי גירוי חום או על ידי חשיפה (מריצה) או על ידי חומרים עדיפים של חומרים כגון, במיוחד.

שיקולים סביבתיים ובריאות

כאשר פלדה ממנצ'ינג עם גופרית גבוהה, מפעילי חייב להיות מודע לפוטנציאל מטושטש אבק שנוצר במהלך חיתוך. תרכובות מנגנזיות יכול להיות מזיק אם נשוא, כל כך ventilation ו איסוף אבק הם הכרחיים.נוזלים מאצ'ינג צריך לבחור להשלים את sulfide lubricants, הימנעות ניסוחים מגיבים עם sulfur כדי ליצור חומצות אגרסיביות.

קישורים חיצוניים לקריאה נוספת

  • (ב) ◄ [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (בתרגום חופשי:0) ,0) , עיין ב-[[1924]]
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מסקנה

Phosphorus ו- sulfur אינם רק זיהומים מקריים בפלדת כלים; הם כלים מסגסוגת מכוונת שיכולים לשפר באופן דרמטי את יכולת ה- machinability כאשר מאוזנת כראוי. Phosphorus לחדד את מבנה הדגנים ומפחיתים את הלחץ הפנימי, בעוד ש-Sulfur יוצר כלולים sulfganese של אמצעי בקרה ספציפיים, אשר יכול לגרום לדלקתיות גבוהה ביותר, עם אמצעי הגנה, לחץ דם, יש צורך, יש צורך, עם תכונות ניקוי מגנטיות גבוהה ביותר של כלי מתכת, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, כדי להפחית את אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, כדי להפחית את אמצעי זהירות, עם כלי יעיל ביותר של כלי יעיל ביותר של כלי רכב יעיל של כלי רכב יעיל יותר, עם אמצעי הגנה יעיל יותר, עם אמצעי הגנה מפני אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי הגנה יעיל ביותר של כלי מתכת, עם אמצעי זהירות, עם אמצעי זהירות, כדי להפחית את אמצעי הגנה יעיל ביותר של אמצעי הגנה על ידי כלי מתכת, כדי להפחית את אמצעי הגנה מפני אמצעי זהירות, כדי למנוע את אמצעי הגנה על ידי ניקוי יעיל ביותר של כלי מתכת, כדי למנוע את