Kesme i?lemi s?ras?nda, Karbür tak?mlar ?e?itli fakt?rler nedeniyle k?r?lmaya ve performans de?i?ikliklerine e?ilimlidir. Bu makale, tak?m k?r?lmas?n?n ve performans de?i?ikliklerinin nedenlerinin nas?l belirlenece?ini ve ilgili ??zümlerin nas?l ?nerilece?ini inceleyecektir.

Alet K?r?lma Mekanizmas?

HardParticles Taraf?ndan A??nd?r?c? A??nma

Bu, esas olarak i? par?as? malzemesindeki kirliliklerden, malzeme matrisinde bulunan karbürler, nitrürler ve oksitler gibi sert par?ac?klardan ve biriken kenar par?alar?ndan kaynaklanan mekanik a??nmadan kaynaklan?r. Bu sert par?ac?klar, tak?m yüzeyinde oluklar ?izer. Sert par?ac?klar?n neden oldu?u a??nd?r?c? a??nma, tüm kesme h?zlar?nda tak?mlarda meydana gelir, ancak dü?ük h?zl? ?elik tak?mlarda a??nman?n ana nedenidir. Dü?ük kesme s?cakl?klar?nda, di?er a??nma bi?imleri ?nemli de?ildir. Genellikle, sert par?ac?klar?n neden oldu?u a??nd?r?c? a??nman?n neden oldu?u a??nma miktar?n?n, tak?m ile i? par?as? aras?ndaki g?receli kayma mesafesi veya kesme mesafesiyle orant?l? oldu?una inan?l?r.

Yap??t?r?c? A??nma

Yap??ma, tak?m ve i? par?as? malzemesi atom mesafelerinde temas etti?inde olu?an ba?lanma olgusuna denir. Yeterli bas?n? ve s?cakl?k alt?nda sürtünme yüzeylerinin ger?ek temas yüzeyinde plastik deformasyon nedeniyle olu?an, s?zde so?uk kaynak olgusudur. ?ki sürtünme yüzeyinin plastik deformasyonuyla olu?an taze yüzey atomlar? aras?ndaki yap??ma kuvvetinin sonucudur. ?ki sürtünme yüzeyindeki yap??ma noktalar?, g?receli hareket nedeniyle kesilir veya gerilir ve kar?? yüzey taraf?ndan ta??n?r, bu da yap??ma a??nmas?na neden olur.

Adhesif a??nma, iki malzeme aras?ndaki temas yüzeylerinde, yumu?ak malzeme taraf?nda veya sert malzeme taraf?nda meydana gelebilir. Genellikle, yap??kan noktalar?n bozulmas? daha dü?ük sertli?e sahip tarafta, yani i? par?as? malzemesinde daha s?k meydana gelir. Ancak, tak?m malzemesinde genellikle düzensiz yap?, i? gerilmeler, mikro ?atlaklar, g?zenekler ve yerel yumu?ak noktalar gibi kusurlar bulunur, bu nedenle karbür tak?m yüzeyi de s?kl?kla k?r?l?r ve i? par?as? malzemesi taraf?ndan ta??narak yap??kan a??nma olu?turur. Yüksek h?zl? ?elik, seramik, kübik bor nitrür ve elmas tak?mlar?n hepsi yap??ma nedeniyle a??nma ya?ayabilir. Semente karbürdeki karbür tanelerinin boyutu, yap??kan a??nman?n h?z? üzerinde ?nemli bir etkiye sahiptir. Tak?m malzemesi ile i? par?as? malzemesinin birbirine yap??t??? s?cakl?k, yap??kan a??nman?n ?iddetini büyük ?l?üde etkiler. Karbür tak?m?n i? par?as? malzemesine g?re sertlik oran?, tak?m yüzeyinin ?ekli ve yap?s?, kesme ko?ullar? ve i?lem sisteminin sertli?i gibi di?er fakt?rlerin hepsi yap??kan a??nmay? etkiler.

Difüzyon A??nmas?

Kesme s?ras?nda yüksek s?cakl?klar ve karbür tak?m yüzeyinin kimyasal reaktifli?i yüksek olan yeni kesilmi? yüzeyle sürekli temas halinde olmas? nedeniyle, iki sürtünme yüzeyinin kimyasal elementleri birbirine yay?labilir. Bu, her ikisinin de kimyasal bile?iminde bir de?i?ikli?e neden olarak tak?m malzemesinin ?zelliklerini zay?flat?r ve a??nma sürecini ?iddetlendirir. Difüzyon a??nmas?, kesme s?cakl???n?n artmas?yla artar. Belirli bir tak?m malzemesi i?in, s?cakl?k artt?k?a difüzyon h?z? ba?lang??ta yava??a artar ve sonra h?zlan?r. Farkl? elementlerin farkl? difüzyon oranlar? vard?r, bu nedenle difüzyon a??nmas?n?n ?iddeti büyük ?l?üde karbür tak?m malzemesinin kimyasal bile?imiyle ilgilidir. Ek olarak, difüzyon h?z? ayr?ca tak?m yüzeyindeki tala? tabakas?n?n ak?? h?z?yla da ilgilidir ve bu, tala??n t?rm?k yüzeyinden akma h?z?na kar??l?k gelir. Daha yava? ak?? h?z? daha yava? difüzyona neden olur.

?ekil 1, difüzyon a??nmas?n? g?stermektedir WC-Co ?imentolu karbür, tungsten karbür (WC) ve kobalt?n (Co) ?eli?in yüzey tabakas?na ??zündü?ünü ve bu yüzey tabakas?n?n da arayüzde eridi?ini g?sterir. ?ekilde, üst tabaka ?elik, alt tabaka semente karbür ve ortadaki beyaz tabaka, i?inde WC tanecikleri bulunan, yerel olarak erimi? bir alanda bulunan erimi? tabakad?r. E?im yüzündeki hilal ?eklindeki ??küntüde s?cakl?k daha yüksek oldu?undan, difüzyon h?z? yüksektir ve a??nma h?zl? bir ?ekilde ger?ekle?ir. Ayn? zamanda, s?cakl?k belirli bir dereceye kadar yükseldi?inde yap??ma meydana geldi?inden, difüzyon a??nmas? ve adhesif a??nma genellikle ayn? anda meydana gelir ve kolayca hilal ?eklindeki bir ??küntü olu?turur.

 

 

Kimyasal a??nma

Kimyasal a??nma, tak?m malzemesinin ?evredeki ortamla (havadaki oksijen, kesme s?v?lar?ndaki kükürt ve klor gibi a??r? bas?n? katk? maddeleri, vb.) kimyasal reaksiyona girerek, tak?m yüzeyinde daha dü?ük sertli?e sahip bir bile?ik tabakas? olu?turmas? ve daha sonra tala?larla ta??narak tak?m a??nmas?n? h?zland?rmas?yla belirli s?cakl?klarda; veya tak?m malzemesinin belirli bir ortam taraf?ndan a??nd?r?lmas?yla tak?m a??nmas?na neden olmas?yla olu?ur.

Normal tak?m a??nmas?n?n ana tipleri aras?nda sert par?ac?k a??nmas?, yap??kan a??nma, difüzyon a??nmas? ve kimyasal a??nma bulunur ve bunlar aras?nda etkile?imler vard?r. Farkl? tak?m malzemeleri i?in, farkl? kesme ko?ullar? alt?nda ve farkl? i? par?as? malzemeleri i?lenirken, a??nman?n birincil nedeni bu tiplerden biri veya ikisi olabilir.

 

Ara? Performans?n? ?yile?tirme Y?ntemleri

Sinterlenmi? karbür tak?m malzemelerinin a??nma direnci ve toklu?unu dengelemek zor oldu?undan, kullan?c?lar yaln?zca belirli i?leme nesneleri ve ko?ullar?na g?re ?e?itli sinterlenmi? karbür s?n?flar?ndan uygun tak?m malzemelerini se?ebilirler ve bu da sinterlenmi? karbür tak?mlar?n se?imi ve y?netimi i?in sak?nca yarat?r. Sinterlenmi? karbür tak?m malzemelerinin kapsaml? kesme performans?n? daha da iyile?tirmek i?in, mevcut ara?t?rma odaklar? a?a??daki hususlar? i?erir:

Tah?l Rafinasyonu

Sert faz?n tane boyutunun rafine edilmesi, sert faz?n taneler aras? yüzey alan?n?n art?r?lmas? ve taneler aras? ba?lanma mukavemetinin geli?tirilmesiyle, ?imentolu karbür tak?m malzemelerinin mukavemeti ve a??nma direnci iyile?tirilebilir. WC tane boyutu alt mikron seviyelerine dü?ürüldü?ünde, malzemenin sertli?i, toklu?u, mukavemeti ve a??nma direnci art?r?labilir ve tam yo?unla?t?rma i?in gereken s?cakl?k da azalt?labilir. Geleneksel ?imentolu karbürün tane boyutu 3~5μm'dir, ince taneli ?imentolu karbürün tane boyutu 1~1.5μm'dir (mikron seviyesi) ve ultra ince taneli ?imentolu karbürün tane boyutu 0.5μm'nin alt?nda olabilir (alt mikron, nano seviye). Yayg?n tane rafine etme i?lemleri aras?nda fiziksel buhar biriktirme, kimyasal buhar biriktirme, plazma biriktirme ve mekanik ala??mlama bulunur. Bu tanecik rafine etme i?lemleri henüz olgunla?mad???ndan, nano tanecikler ?imentolu karbürün sinterlenmesi s?ras?nda kolayca kaba taneciklere d?nü?ür ve taneciklerin genel büyümesi malzeme mukavemetinde azalmaya yol a?ar. Tek tek kaba WC tanecikleri genellikle malzeme k?r?lmas?na neden olan ?nemli bir fakt?rdür. ?te yandan, ince tanecikli ?imentolu karbür nispeten pahal?d?r ve bu da tan?t?m?n? ve uygulamas?n? k?s?tlar.

Karbür tak?mlar i?in Yüzey, Genel Is?l ??lem ve D?ngü Is?l ??lemi

?yi toklu?a sahip ?imentolu karbürlerin yüzeylerinde nitrürleme ve borlama gibi yüzey i?lemleri, yüzey a??nma direncini etkili bir ?ekilde iyile?tirebilir. ?yi a??nma direncine sahip ancak dü?ük toklu?a sahip ?imentolu karbürler i?in, genel ?s?l i?lem, malzemedeki ba?lanma bile?imini ve yap?y? de?i?tirebilir, WC sert faz?n?n biti?ikli?ini azaltabilir ve b?ylece ?imentolu karbürün mukavemetini ve toklu?unu iyile?tirebilir. Tanecik s?n?rlar?ndaki stresi hafifletmek veya ortadan kald?rmak i?in ?evrimsel ?s?l i?lem süre?lerinin kullan?lmas?, ?imentolu karbür malzemelerin genel performans?n? kapsaml? bir ?ekilde iyile?tirebilir.

Nadir Metallerin Eklenmesi

Nadir metal ekleme karbitTaC ve NbC gibi s, ?imentolu karbür malzemelere, orijinal sert fazlar WC ve TiC ile karma??k kat? ??zelti yap?lar? olu?turabilir ve sert faz yap?s?n? daha da gü?lendirebilir. Ayn? zamanda, sert faz tanelerinin büyümesini engelleyebilir ve yap?n?n düzgünlü?ünü art?rabilir, bu da ?imentolu karbürün kapsaml? performans?n? iyile?tirmek i?in büyük ?l?üde faydal?d?r. Standart P, K, M ?imentolu karbür s?n?flar?nda, Ta(Nb)C eklenmi? s?n?flar vard?r (?zellikle M s?n?f?nda daha fazla).