Tijdens het gebruik worden snijgereedschappen blootgesteld aan aanzienlijke snijdruk, wrijving en slagkrachten, waardoor hoge snijtemperaturen ontstaan. Als u in deze omgeving met hoge- temperaturen, hoge- druk en hoge- wrijving werkt, zal het gebruik van ongeschikte materialen ervoor zorgen dat het gereedschap snel verslijt of kapot gaat. Daarom moeten gereedschapsmaterialen aan verschillende basisvereisten voldoen.
1. Hoge hardheid en goede slijtvastheid
Hardheid is een fundamenteel kenmerk dat gereedschapsmaterialen moeten bezitten. Als een gereedschap spanen uit een werkstuk wil snijden, moet de hardheid ervan groter zijn dan de hardheid van het werkstukmateriaal. De hardheid van de snijkant van gereedschappen die worden gebruikt voor het snijden van metalen materialen ligt doorgaans boven de 60 HRC.
Voor materialen van koolstofgereedschapsstaal moet de hardheid bij kamertemperatuur hoger zijn dan 62 HRC; snel-snelheidsstaal heeft een hardheid van 63-70 HRC; en hardmetalen gereedschappen hebben een hardheid van 89-93 HRC.
Slijtvastheid is het vermogen van een gereedschapsmateriaal om slijtage te weerstaan. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de hardheid van het gereedschapsmateriaal, hoe beter de slijtvastheid. Hoe hoger de hardheid, hoe groter het getal, hoe kleiner de deeltjes en hoe uniformer de verdeling van harde punten (zoals carbiden en nitriden) in de metallografische structuur van het gereedschapsmateriaal, hoe beter de slijtvastheid. Het houdt ook verband met de chemische samenstelling, sterkte, microstructuur en temperatuur van de wrijvingszone van het gereedschapsmateriaal.
2. Voldoende sterkte en taaiheid
Om afbrokkelen en breken te voorkomen wanneer het gereedschap wordt blootgesteld aan hoge druk en de schokken en trillingen die gewoonlijk optreden tijdens het snijden, moet het gereedschapsmateriaal voldoende sterkte en taaiheid hebben. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de taaiheid, hoe groter de snijkracht die het kan weerstaan.
3. Hoge hittebestendigheid
Hittebestendigheid is een belangrijke indicator voor de snijprestaties van gereedschapsmaterialen. Het wordt meestal gemeten aan de hand van het vermogen om een hoge hardheid, slijtvastheid, sterkte en taaiheid te behouden bij hoge temperaturen, ook wel bekend als warme hardheid.
Hoe hoger de hardheid bij hoge- temperaturen van het gereedschapsmateriaal, hoe beter de hittebestendigheid, hoe sterker de weerstand tegen plastische vervorming en slijtage bij hoge temperaturen, en hoe hoger de toegestane snijsnelheid.
Naast de hardheid bij hoge- temperaturen moeten gereedschapsmaterialen ook bestand zijn tegen oxidatie bij hoge temperaturen en een goede weerstand tegen adhesie en diffusie hebben. Deze eigenschap wordt chemische stabiliteit genoemd.
4. Goede thermofysische eigenschappen en weerstand tegen thermische schokken
Hoe beter de thermische geleidbaarheid van het gereedschapsmateriaal, des te gemakkelijker het is om de snijwarmte weg te voeren van de snijzone, waardoor de temperatuur van het snijgedeelte van het gereedschapsmateriaal wordt verlaagd en de slijtage van het gereedschap wordt verminderd.
Een grotere thermische geleidbaarheid betekent dat warmte gemakkelijker wordt afgevoerd, waardoor de temperatuurgradiënt op het gereedschapsoppervlak wordt verminderd; een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt kan thermische vervorming verminderen; en een kleine elastische modulus kan de amplitude van wisselende spanning veroorzaakt door thermische uitzetting verminderen.
Gereedschapsmaterialen met een goede thermische schokbestendigheid kunnen tijdens de bewerking met snijvloeistoffen worden gebruikt.
5. Goede verwerkbaarheid
Gereedschappen moeten niet alleen goede snijprestaties hebben, maar ook gemakkelijk te vervaardigen zijn. Dit vereist dat het gereedschapsmateriaal een goede verwerkbaarheid heeft, zoals smeedprestaties, warmtebehandelingsprestaties, lasprestaties, slijpprestaties en plastische vervorming bij hoge- temperaturen.
6. Economische efficiëntie
Economische efficiëntie is een van de belangrijke indicatoren voor gereedschapsmaterialen. De ontwikkeling van gereedschapsmaterialen moet worden gecombineerd met de feitelijke hulpbronnensituatie van het land, die van aanzienlijk economisch en strategisch belang is.
Hoewel sommige gereedschappen per stuk erg duur zijn, zijn de kosten per onderdeel vanwege hun lange levensduur niet noodzakelijkerwijs hoog. Daarom moet bij het selecteren van instrumenten rekening worden gehouden met economische efficiëntie. Bovendien moeten gereedschappen in geavanceerde bewerkingssystemen stabiele en betrouwbare snijprestaties hebben, met een zekere mate van voorspelbaarheid en hoge betrouwbaarheid.