Cietība kā svarīgs metāla materiālu veiktspējas rādītājs ir kā materiāla raksturs, kas tieši ietekmē tā pielietojumu apstrādes rūpniecībā. Tomēr, kas īsti ir "cietība"? Kā to labāk saprast? Šodien parunāsim par metāla materiālu cietību vienkāršā un viegli saprotamā veidā.
01 Kas ir cietība?
Vienkārši izsakoties, cietība ir materiāla spēja pretoties ārējiem mehāniskiem spēkiem (piemēram, iespiedumiem, skrāpējumiem, bīdēm utt.). Materiāli ar augstu cietību ir vairāk "cieti", tāpat kā izturīgāki karotāji, tie var izturēt asmeņu nodilumu, mašīnu triecienu un var saglabāt savu formu zem augsta spiediena; materiāli ar zemu cietību ir samērā "mīksti" un viegli deformējas vai sabojājas.
Cietība var atspoguļot materiāla virsmas un struktūras izturību pret bojājumiem, taču tā atšķiras no tādām īpašībām kā izturība, stingrība un plastiskums. Piemēram, stiklam ir augsta cietība, un to nav viegli saskrāpēt, taču tas ir ļoti trausls un viegli saplīst pēc trieciena, savukārt metāli var atrast ideālu līdzsvaru starp cietību un stingrību.
Cietība iet cauri gandrīz visam ražošanas procesam un ir materiāla veiktspējas "pamatrādītājs". Apstrādes rūpniecībā cietība palīdz mums atrisināt šādas problēmas:
1) Vai materiāls ir pietiekami nodilumizturīgs? Piemēram, ja veidņu un instrumentu cietība ir pārāk zema, to kalpošanas laiks būs īss.
2) Vai apstrādes veiktspēja ir laba? Piemēram, virpojot un frēzējot, sagataves cietība nosaka instrumenta nodiluma ātrumu; štancēšanas gadījumā materiāla cietība ir tieši saistīta ar veidnes kalpošanas laiku un apstrādes kvalitāti.
3) Kāda ir gatavā produkta kvalitāte? Piemēram, tas, vai zobrata virsma ir pietiekami cieta, ietekmē tā izturību.
02 Trīs galvenās cietības pārbaudes metodes: Kas ir C pozīcija cietības pasaulē?
Runājot par cietības testēšanu, trīs nozarē visbiežāk izmantotās metodes ir: Brinela cietība (HB), Rokvela cietība (HR) un Vickers cietība (HV). Tie ir kā trīs tiesneši, katrs ar savu stilu, taču tie var mums palīdzēt precīzi spriest par materiāla "cietības vērtību".
1. Brinela cietība (HB): mierīgs spēkavīrs
Brinela cietības testa metode ir ļoti vienkārša: izmantojiet tērauda lodi vai karbīda lodi, lai ar noteiktu spiedienu iespiestu materiāla virsmā, un ņemiet iedobuma diametru, lai aprēķinātu cietības vērtību. Šī metode ir piemērota, lai pārbaudītu metālus ar zemu vai vidēju cietību, piemēram, čugunu, tēraudu utt.
Īpašības: Brinela cietības tests ir vairāk piemērots lieliem materiālu gabaliem ar lieliem ievilkumiem un stabiliem datiem, taču tas nav piemērots materiāliem ar augstu cietību.
Analoģija dzīvē: tas ir kā ar apaļu akmeni uzspiest nospiedumu smiltīs. Jo seklāks nospiedums, jo augstāka smilšu "cietība".
Pielietojums ražošanā: Brinela cietība ir piemērota liela izmēra metālu materiālu cietības novērtēšanai, īpaši lējumu un kalumu kvalitātes kontrolē. Piemēram, ražojot liela mēroga inženiertehnisko iekārtu daļas, Brinela cietība var precīzi atspoguļot sagataves kopējo deformācijas pretestību.
Faktiskais gadījums: čuguna sagatavēm pirms virpas apstrādes parasti ir jāpārbauda Brinela cietība. Ja cietība ir pārāk zema, virsmas raupjums apstrādes laikā var neatbilst prasībām; ja cietība ir pārāk augsta, ir viegli paātrināt instrumenta nodilumu.
2. Rokvela cietība (HR): veikls universāls
Rokvela cietība ir elastīgāka testa metode. Tas ir piemērots dažādiem materiāliem no mīksta līdz cietam, izmantojot dažādus ievilkumus un testa slodzes. Tam ir ātrs pārbaudes ātrums un vienkārša darbība. Tās cietības vērtību aprēķina, izmērot iedobes ievilkuma dziļumu, kas ir piemērotāks nelielu detaļu vai virsmas sacietējušu slāņu pārbaudei nekā Brinela cietība.
Īpašības: Plašs lietojumu klāsts, ātrs testa ātrums, ļoti piemērots ātrai noteikšanai rūpnieciskās vietās.
Analoģija dzīvē: tāpat kā jūs zīmējat līnijas uz papīra ar dažāda stipruma zīmuļiem, jo dziļāk nospiež pildspalvas gals, jo zemāka izskatās papīra "cietība".
Ražošanas pielietojums: Rokvela cietība tiek plaši izmantota ražošanas līnijās, jo tā ir ātra un vienkārša darbība. Īpaši detaļām pēc virsmas rūdīšanas ir jāpārbauda, vai tās atbilst konstrukcijas prasībām. Ja cietība nav pietiekama, to var būt viegli valkāt; ja tas ir pārāk ciets, iekšējo slāni ir viegli saplaisāt, tāpēc Rokvela cietības pārbaude ir neaizstājama sastāvdaļa.
Faktiskais gadījums: Ražojot zobratus, lai uzlabotu nodilumizturību, virsmai parasti tiek veikta augstfrekvences dzēšanas apstrāde. Zobrata virsmas cietība pēc rūdīšanas ir jāpārbauda ar Rokvela cietības testu, lai pārliecinātos, ka tā cietība atbilst konstrukcijas prasībām un vai iekšējam slānim ir laba stingrība, tādējādi ņemot vērā gan nodilumizturību, gan triecienizturību.
3. Vickers cietība (HV): precīzs zinātnieks
Vickers cietības pārbaudē izmanto piramīdas formas rombveida ievilkumu, lai nospiestu dimanta ievilkumu materiāla virsmā, un cietības vērtību iegūst, aprēķinot ievilkuma diagonāles garumu.
Funkcijas: Vickers cietības tests ir piemērots visiem metāla materiāliem, īpaši sīku laukumu, piemēram, plānu plēvju vai pārklājumu, pārbaudei.
Analoģija dzīvē: tāpat kā ar asu zobu bakstāmo bakstāmo iedurt atzīmi cepumam, jo seklāka atzīme, jo augstāka ir cepuma "cietība".
Pielietojums ražošanā: Vickers cietības tests ir piemērots plānu materiālu vai nelielu platību cietības mērīšanai augstās precizitātes dēļ. Apstrādes rūpniecībā Vickers cietības metodi parasti izmanto, lai pārbaudītu pārklājumu vai termiski apstrādātu slāņu cietību.
Faktiskais gadījums: griezējinstrumentu ražošanā karbīda asmeņu pārklājuma cietība ir galvenais rādītājs, kas nosaka to kalpošanas laiku. Izmantojot Vickers cietības testu, var noteikt, vai pārklājuma cietība atbilst augstas cietības materiālu apstrādes prasībām, tādējādi optimizējot griešanas efektivitāti.
03 Kā cietība ietekmē ražošanas procesu?
Cietība un ražošanas process ir nesaraujami saistīti. No izejvielām līdz pārstrādes metodēm katrs solis ir neatdalāms no tā ietekmes.
1. Cietība ietekmē griešanas apstrādi
Griešanas apstrādē sagataves cietība ir cieši saistīta ar instrumenta materiāla izvēli. Ja cietība ir pārāk augsta, instruments ātri nolietojas; ja cietība ir pārāk zema, apstrādes efektivitāte būs zema un virsmas raupjums nebūs labs.
Instrumentu materiālu klasifikācija: 1) Ātrgaitas tērauda instrumenti: vidēja cietība, izmanto parastā tērauda apstrādei; 2) Karbīda instrumenti: augsta cietība, izmanto grūti griežamu materiālu apstrādei; 3) Pārklāti instrumenti: instrumenta virsmai ir augstas cietības pārklājums, kas piemērots efektīvai apstrādei. 2. Cietība un termiskās apstrādes process
Termiskā apstrāde ir svarīga metode cietības regulēšanai apstrādes rūpniecībā, piemēram, rūdīšana, rūdīšana un karburēšana.
Lietošanas gadījumi: 1) Zobrati: augsta virsmas cietība, nodilumizturība; zema iekšējā cietība, stingrība un triecienizturība; 2) Veidnes: augstas cietības materiāli pagarina veidņu kalpošanas laiku un samazina nomaiņas biežumu; 3) Atsperes: vidēja cietība, gan elastīga, gan nav viegli nogurdināma.
3. Cietība un virsmas apstrāde
Dažām galvenajām detaļām nepieciešama īpaša virsmas apstrāde, lai palielinātu cietību, piemēram, skrotis, nitrēšana vai pārklāšana. Faktiskais piemērs: štancēšanas presformu virsmas cietība parasti tiek palielināta līdz vairāk nekā 700 HV, kas var ievērojami uzlabot nodilumizturību un samazināt biežas veidņu nomaiņas problēmas.
