Tinkamos įrankio medžiagos parinkimas pagal apdirbimo tipą ir ruošinio medžiagą, užtikrinantis įrankio ir ruošinio medžiagų atitikimą, yra plačiai žinomas apdirbimo pramonėje. Tačiau tikslios sąlygos, reikalingos šiam atitikimui, nėra visuotinai suprantamos. Toliau aptarsime, kaip įrankio ir ruošinio medžiagos suderinamos pagal mechanines, fizines ir chemines savybes.
Įrankio ir ruošinio medžiagų mechaninių savybių suderinimas
Mechaninės savybės visų pirma apima įrankio ir ruošinio parametrų, tokių kaip stiprumas, tvirtumas ir kietumas, projektavimą. Įvairios įrankių medžiagos yra išdėstytos mažėjančia lenkimo stiprumo tvarka: greitasis plienas, cementinis karbidas, keraminiai įrankiai, deimantiniai ir kubiniai boro nitrido įrankiai; mažėjančia kietumo tvarka: greitapjovis plienas, cementinis karbidas, kubinis boro nitridas, deimantiniai ir keraminiai įrankiai; ir mažėjančia kietumo tvarka: deimantiniai įrankiai, kubiniai boro nitrido įrankiai, keraminiai įrankiai, cementinis karbidas ir greitaeigis plienas.
Mechaninių savybių skirtumai leidžia įrankiams prisitaikyti prie įvairių ruošinių medžiagų apdirbimo poreikių. Pjovimo įrankio kietumas turi būti didesnis nei apdirbamo ruošinio. Todėl didelio-kietumo ruošinių medžiagoms reikalingi dar didesnio kietumo pjovimo įrankiai. Paprastai kuo didesnis pjovimo įrankio medžiagos kietumas, tuo didesnis jo atsparumas dilimui, tačiau tai turės įtakos stiprumui ir kietumui. Didelio-kietumo, labai{6}}dėvėjimuisi{7}}atsparūs įrankiai dažniausiai naudojami grublėtam, o šiek tiek mažesnio kietumo – apdailai.
Be to, pjovimo įrankiai, pasižymintys puikiomis mechaninėmis savybėmis aukštoje{0}}temperatūroje, yra puikus pasirinkimas greitam pjovimui. Pavyzdžiui, keraminiai pjovimo įrankiai turi pirmiau minėtus privalumus ir gali pjauti labai dideliu greičiu. Jų leistinas pjovimo greitis gali būti nuo 2 iki 10 kartų didesnis nei karbido pjovimo įrankių.
Pjovimo įrankio medžiagos ir ruošinio fizinių savybių suderinimas Čia nurodytos fizinės savybės daugiausia apima tokius parametrus kaip medžiagos šilumos laidumas, lydymosi temperatūra ir šiluminio plėtimosi koeficientas. Pjovimo įrankio šilumos laidumas turėtų papildyti ruošinio šilumos laidumą. Apdirbant silpno šilumos laidumo ruošinius, reikia naudoti didelio šilumos laidumo pjovimo įrankį, kad būtų laiku išsklaidyta pjovimo šiluma ir būtų išlaikytas tiek įrankio, tiek ruošinio matmenų tikslumas.
Įvairios pjovimo įrankių medžiagos yra išdėstytos mažėjančia atsparumo karščiui tvarka: kubinis boro nitridas, keramika, titano karbido-pagrindo cementuotas karbidas, WC-pagrindo itin smulkus-grūdėtas cementuotas karbidas, deimantas ir HSS; mažėjančia šilumos laidumo tvarka: PCD, kubinis boro nitridas, WC-pagrindo cementuotas karbidas, titano karbido- pagrindo cementinis karbidas, HSS, Si3N4-pagrindo keramika ir Al2O3{10}}pagrindo keramika; šiluminio plėtimosi koeficiento mažėjimo tvarka: HSS, WC{15}}cementuotas karbidas, titano karbidas{18}}cementuotas karbidas, Al2O3 pagrindu pagaminta keramika, PCBN, Si3N4 pagrindu pagaminta keramika ir PCD; ir atsparumo šiluminiam smūgiui mažėjimo tvarka: HSS, tualeto pagrindu pagamintas cementinis karbidas, keramika Si3N4 pagrindu, kubinis boro nitridas, PCD, titano karbido pagrindu pagamintas cementinis karbidas ir keramika Al2O3 pagrindu.
Įrankio medžiagų ir ruošinių cheminių savybių atitikimas.
Cheminės savybės apima tai, ar įrankis ir ruošinys turi cheminį giminingumą, gebėjimą atlikti chemines reakcijas ir tokius reiškinius kaip difuzija ir tirpimas. Jei šie reiškiniai atsiranda, tai rodo įrankio ir medžiagos neatitikimą.
Įvairios įrankių medžiagos išdėstytos mažėjančia tvarka pagal jų anti-prilipimo su plienu temperatūrą: kubinis boro nitridas, keramika, cementuotas karbidas ir HSS; mažėjančia tvarka pagal atsparumo oksidacijai temperatūrą: keramika, kubinis boro nitridas, cementuotas karbidas, deimantas ir HSS; difuzijos intensyvumo į plieną mažėjimo tvarka: deimantų, Si3N4 pagrindu pagaminta keramika, kubinis boro nitridas ir keramika Al2O3 pagrindu; ir mažėjančia tvarka pagal difuzijos intensyvumą iki titano: Al2O3 pagrindu pagaminta keramika, kubinis boro nitridas, SiC, Si3N4 ir deimantas.