Mikä on veitsikaavin terän kulumisnopeuden ja kaavittavan materiaalin kovuuden välinen suhde

Teollisissa ja ammattimaisissa sovelluksissa käyttöveitsen kaavinta , terän kulumisaste on tekninen ydinmittari, joka vaikuttaa suoraan työn tehokkuuteen ja käyttökustannuksiin. Terän kuluminen on monimutkainen tribologinen ilmiö, mutta sillä on selkeä, mitattavissa oleva fyysinen suhde kaavitun materiaalin kovuuteen, jota hallitsee ensisijaisesti hankaava kulumismekanismi.

1. Hankaavien kulumismekanismien hallitseva rooli

Kun käyttöveitsen kaavinterä koskettaa kaavittua materiaalia ja kohdistaa siihen voimaa (kuten kuivunut laasti, kovettunut liima, pinttyneet maalikerrokset tai tahrat keraamisilla pinnoilla), ensisijainen kulumismuoto on hankaava kuluminen.

Määritelmä: Hankaava kuluminen viittaa prosessiin, jossa terän pinta koskettaa kovia hiukkasia tai karkeaa pintaa. Kovat hiukkaset toimivat kuin pieniä leikkaustyökaluja, naarmuttavat terään mikronaarmuja ja poistavat asteittain terämateriaalia.

Kovuussuhteen kriittisyys: Kaavintaprosessin aikana kulumisastetta määrittävä avaintekijä on terän kovuuden (mitataan tyypillisesti Rockwell C -asteikolla (HRC)) ja kaavitun materiaalin tehokkaan materiaalikovuuden välillä.

Kun kaavitun materiaalin kovuus on huomattavasti pienempi kuin terän kovuus (esimerkiksi kaavittaessa pehmeää tarrajäännöstä), kulumisaste on erittäin alhainen ja terän käyttöikä on pitkä.

Kun kaavitun materiaalin kovuus lähestyy tai ylittää terän kovuuden (esimerkiksi kaavittaessa rakennusmateriaaleja, jotka sisältävät kovia täyteaineita, kuten kvartsia), hankausvaikutus paranee huomattavasti ja terän kulumisnopeus kasvaa epälineaarisesti ja eksponentiaalisesti.

2. Mikrorakenne ja kulutuskestävyys

Itse terämateriaalin kulutuskestävyys on luontainen suoja kaavitun materiaalin kovuutta vastaan.

Kovametallifaasi: Ammattitason käyttöterien (kuten korkeahiilisen teräksen tai työkaluteräksen) kulutuskestävyys ei määräydy pelkästään matriisin kovuuden perusteella. Vielä tärkeämpää on, että se on teräksessä olevien kovien karbidien tyyppi, määrä ja koko. Erikoiskarbidit, jotka muodostuvat elementeistä, kuten vanadiinista ja volframista, ovat paljon kovempaa kuin perusteräs, ja ne toimivat mikroskooppisina linnoimina estäen hankaavia hiukkasia tunkeutumasta sisään.

Vaikutus: Kovia materiaaleja raaputtaessa, jos terässä ei ole riittävästi kovametallia, sen reuna muuttuu nopeasti plastisesti ja tylsyy. Sitä vastoin terä, jossa on suuri tilavuusosuus kovia karbideja, vaikka sillä on mahdollisesti hieman karkeampi alkureuna, säilyttää leikkuureunan geometriansa pidempään, mikä vähentää tehokkaasti pitkäaikaista kulumista.

3. Käänteinen suhde kovuuden ja sitkeyden välillä

Terien materiaalitieteessä kovuus ja sitkeys edustavat usein kompromissia. Tämä suhde vaikuttaa suoraan terän soveltuvuuteen erittäin koviin kaavintatöihin.

Lisääntyneen kovuuden seuraukset: Terän HRC-arvon lisääminen parantaa sen kulutuskestävyyttä. Liiallinen kovuuden tavoittelu (esim. HRC ≥62) voi kuitenkin tehdä terästä hauraamman ja vähentää sen sitkeyttä.

Erittäin kovien materiaalien käytön riskit: Kun kaavinta käytetään poistamaan erittäin kovia, epätasaisia ​​materiaaleja (esim. pinnat, joissa on mikrohalkeamia tai upotettuja kovia hiukkasia), terän reunaan kohdistuu iskukuormituksia. Tässä tilanteessa terät, joilla on suuri kovuus mutta alhainen sitkeys, ovat erittäin alttiita halkeamiselle tai mikromurtumiselle, mikä on nopeampi ja katastrofaalisempi kuin progressiivinen kuluminen.

Ammattitason tasapaino: Siksi ammattikäyttöön tarkoitettujen kaavinterien suunnittelun tavoitteena on löytää optimaalinen tasapaino kovuuden ja sitkeyden välillä, mikä varmistaa, että terä kestää kulumista ja vaimentaa väistämättömiä rasituskeskittymiä käytön aikana, mikä estää ennenaikaisen vioittumisen.

4. Pintakäsittelyn ja kemiallisen kulumisen synergistiset vaikutukset

Mekaanisen hankaavan kulumisen lisäksi myös pintakäsittely ja kemiallinen kuluminen vaikuttavat synergistisesti terien kulumisnopeuteen monimutkaisissa ympäristöissä.

Matalakitkapinnoitteet: Pinnoitteet, kuten PTFE (polytetrafluorieteeni) tai DLC (timantin kaltainen hiili), voivat vähentää terän ja kaavitun materiaalin välistä kitkakerrointa. Vaikka ne eivät suoraan lisää terän alustan kovuutta, ne voivat vähentää lämpöä ja liiman kulumista kaavintaprosessin aikana, mikä pidentää epäsuorasti terän reunan käyttöikää erittäin kovissa ja kitkaisissa ympäristöissä.

Syövyttävät ympäristöt: Kun käytetään emäksisiä puhdistusjäämiä tai tiettyjä kemiallisia liimoja, jopa kohtalaisen kovia materiaaleja käytettäessä korroosio voi heikentää terän reunan mikrorakennetta, mikä tekee siitä herkemmän myöhemmälle mekaaniselle kulumiselle ja kiihdyttää yleistä kulumisnopeutta.