خواص فیزیکی مواد
ویژگیهایی از قبیل اندازه دانه‌ها، سختی، ریز ساختار، استحکام کششی و هدایت گرمایی ماده بر قابلیت ماشینکاری آن موثر هستند. سختی به تنهایی، معیار خوبی برای ارزیابی قابلیت ماشینکاری نیست، زیرا عوامل کلیدی دیگری نظیر ترکیب شیمیایی، ساختار و خواس مکانیکی، در تست سختی سنجی فلزات به حساب آورده نمی‌شوند.
ریز ساختار فولادها تاثیر زیادی در قابلیت ماشینکاری آنها دارد. در فولادهای کم کربن و با کربن متوسط، در صورتی که دارای ساختار پرلیتی لایه‌ای (Lamellar pearlitic) باشند. به خوبی قابل ماشینکاری هستند. فولادهای پر کربن را در صورتی می‌توان به خوبی ماشینکاری نمود که دارای ریز ساختار کروی باشند.
خواص کششی فولادها که بر قابلیت ماشینکاری آنها موثر هستند، عبارتند از: مدول الاستیک، تنش تسلیم، استحکام نهایی، توان (Exponent) کار سختی، درصد ازدیاد طول و میزان کاهش سطح مقطع، مدول الاستیک، که وابستگی به دیگر خواص کششی فولاد ندارد، تعیین کننده صلیب (Rigidity) فولاد است. همه فولادهای کربنی و آلیاژی مدول الاستیسیته بالایی دارند و به هنگام ماشینکاری احتیاج کمتری به مهار کردن در برابر خمشهای ناشی از فشار ابزار برشی دارند. فلزات با مدول الاستیستیه کمتر نظیر چدن را باید به هنگام ماشینکاری بهتر مهار کرد تا در اثر فشار ابزار برشی، کمتر دچار خمش و انحراف شود. اثر بقیه خواص کششی فولاد، بر قابلیت ماشینکاری به هم وابسته هستند و از نظر تاثیر در استحکام کششی فولاد افزایش یابد، قابلیت ماشینکاری آن کاهش می‌یابد. هدایت گرمایی خوب در ماشینکاری فولاد اثر مثبتی دارد، زیرا حرارت تولید شده به هنگام ماشینکاری را به سرعت از موضع براده‌برداری (Cutting zone) دور می‌کند.
سنگ‌زنی فولادهای ابزار سخت شده
تنشهای حرارتی و تبدیلی که در اثر حرارت های ایجاد شده به هنگام سنگ‌زنی پدید می‌آیند، می‌توانند به راحتی به سطح سنگ خورده ابزار صدمه بزنند. این گونه تنشها را می‌توان با استفاده از سیال خنک کننده و روانکار مناسب به حداقل رساند، زیرا باعث انتقال حرارت سریع از موضع سنگ‌زنی می‌شوند. همچنین کاهش سرعت براده‌برداری و استفاده از سنگ سنباده با دانه‌بندی مناسب که حفره‌های سطحی آن را براده پر نشده باشد، نیز از گرم شدن بیش از حد قطعه کار جلوگیری خواهد کرد. سنگ‌زنی را می‌توان به فرزکاری پر سرعت(High- speed miling) تشبیه کرد که دانه‌های ساینده سنگ، هر کدام یک لبه برشی محسوب می‌شوند. دانه‌های ساینده فرم‌های نامشخصی دارند. درگیر شدن تعداد زیاد این دانه‌ها با قطعه کار و اعمال فشار زیاد بین سنگ سنباده و قطعه کار باعث ایجاد حرارت زیاد در موضع درگیری آنها می‌گردد.هر چند که مقدار زیادی از این حرارت جذب براده‌ها و سنگ سنباده می‌شود.
· در صورتی که حرارت ایجاد شده بیشتر از دمای تمپرینگ نهایی فولاد باشد، سختی سطحی فولاد افت خواهد کرد.
· حرارت زیاد همچنین می‌تواند باعث سخت شدن مجدد فولاد شود. در نتیجه، سنگ خورده می‌تواند دارای مارتنزیت تمپر شده و تمپر نشده و آستنیت باقی مانده باشد. همچنین وضعیتی باعث ایجاد تنشهای زیاد سطحی و ترک خوردن گردد و
· داغ شدن قطعه فولادی در اثر سنگ‌زنی نادرست آن، باعث سوختن سطح می‌شود که نشانه آن، ترکهای ریز سطحی است. در صورتی که یک ابزار فولادی با وجود این ترکهای ریز، مورد استفاده قرار می‌گیرد به زودی خواهد شکست، زیرا این ترکها به سرعت انتشار می‌یابند.
دلایل ایجاد ترکهای ناشی از سنگ‌زنی
ترکهایی که در ابزارهای فولادی به هنگام سنگ زنی به وجود می‌آید. ممکن است به علت سنگ‌زنی نادرست، یا انجام عملیات حرارتی نامناسب و یا هر دو این عوامل باشد. برای سنگ‌زنی فولاد سخت شده باید انرژی زیادی صرف کرد و این انرژی باعث تولید حرارت زیاد در فولاد خواهد شد که دو نتیجه منفی به دنبال خواهد داشت:
1- تغییر در سختی و یا ساختار متالورژیکی فولاد و
2- ایجاد تنشهای داخلی که که باعث به وجود آمدن ترکهای سطحی می‌شود.
اگر سنگ‌زنی قطعات در شرایط مطلوبی انجام نشود، یعنی سنگ سنباده کند باشد و حفره های سطحی آن پر شده باشد سنگ سنباده خیلی دانه ریز باشد و از مایه خنک کننده به قدر کافی استفاده نشود، نیز چنین ترکهای سطحی به وجود خواهند آمد.
عملیات حرارتی نیز ممکن است باعث چنین ترکهایی به هنگام سنگ زنی بشود. عوامل مربوط به عملیات حرارتی عبارتند از:
· ابزار در حالت پس از کوئنچ باقی بماند.
· حرارت ابزار قبل از کوئنچ خیلی بالا باشد.
· لایه کربن‌دهی شده ابزار، دارای مقدار کربن خیلی زیادی باشد و
· انجام عملیات تمپرینگ به صورت نادرست، که باعث باقی ماندن مارتنزیت تمپر نشده و یا آستنیت باقی مانده در فولاد می‌شود. این ساختارها به هنگام سنگ‌زنی تبدیل به مارتنزیت می‌شود. منبع: منبع اطلاعات پژوهشی
نظرات
ارسال یک نظر