برای برش و فرم‌دهی به موادی همچون فلز، چوب، پلاستیک و سنگ، از ابزاری تخصصی به نام الماس تراشکاری یا اینسرت تراشکاری استفاده می‌شود. انتخاب یک ابزار سخت و مقاوم، شرط اساسی برای دستیابی به برشی دقیق و باکیفیت است؛ در این میان، اینسرت‌های تراشکاری به دلیل ویژگی‌های خاص خود، یکی از بهترین گزینه‌ها محسوب می‌شوند. این الماس‌ها قادرند فرآیند براده‌برداری را بدون بروز مشکلاتی نظیر انبساط حرارتی یا سایش شدید به انجام برسانند. با توجه به تنوع گسترده‌ی موجود در این گروه از ابزارهای تراشکاری، انتخاب محصول مناسب نیازمند دقت و آگاهی کافی است. به همین دلیل، پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این مقاله همراه ما باشید؛ چرا که در ادامه، به بررسی کامل ویژگی‌ها و مشخصات سخت ترین الماس تراشکاری خواهیم پرداخت.
فهرست
منظور از میزان سختی در الماس تراشکاری چیست؟
در صنایع مختلف، فاکتور سختی یکی از معیارهای بسیار مهم به شمار می‌رود که تأثیر مستقیم بر کیفیت کار، عملکرد ابزار و طول عمر آن دارد. منظور از سختی اینسرت تراشکاری، میزان مقاومت الماس در برابر فرورفتگی و تغییر شکل تحت فشار است. ابزارهایی با سختی بالا، از توانایی چشمگیری در مقابله با خوردگی، فرسایش و تغییر شکل برخوردار هستند. از این رو، سخت‌ترین اینسرت‌های تراشکاری باید به گونه‌ای طراحی شده باشند که عملیات برش را بدون ایجاد سایش یا خراشیدگی انجام دهند.
این پرسش مطرح می‌شود که سخت ترین الماس تراشکاری چگونه اندازه‌گیری می‌شود و با چه واحد یا معیاری بیان می‌گردد؟
برای تعیین سختی اینسرت‌های تراشکاری، از آزمایش Knoop بهره گرفته می‌شود. این تست که برای سنجش سختی فلزات آهنی و غیرآهنی به کار می‌رود، میزان مقاومت ماده در برابر تغییر شکل دائمی و فرورفتگی را اندازه‌گیری می‌کند. سختی به دست آمده از این آزمون با نماد HK نمایش داده می‌شود، و در این مقیاس، سختی الماس حدود 7000 برآورد شده است.
علاوه بر این، مقیاس موس نیز به عنوان روشی مرسوم برای تعیین سختی مواد استفاده می‌شود. در این روش، سختی یک ماده با بررسی توانایی آن در خراشیدن یا خراشیده شدن توسط مواد دیگر با سختی مشخص سنجیده می‌شود. در مقیاس موس، الماس با کسب عدد ۱۰، بالاترین درجه سختی را به خود اختصاص داده است.
بیشتر مطالعه کنید: قیمت لوله سرامیکی
عوامل تأثیرگذار در سختی الماس تراشکاری
سخت ترین الماس تراشکاری به عنوان یکی از مهمترین ویژگی‌های آن، تحت تأثیر مجموعه‌ای از عوامل فیزیکی و شیمیایی قرار دارد. درک این عوامل به انتخاب ابزار مناسب برای عملیات صنعتی حساس، کمک شایانی می‌کند.
از جمله مهمترین عوامل مؤثر بر سختی الماس تراشکاری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ساختار بلوری:
الماس دارای ساختار بلوری مکعبی بسیار منظم است. هرچه این ساختار منسجم‌تر و بدون نقص‌تر باشد، مقاومت و سختی نهایی الماس افزایش خواهد یافت.
ترکیب شیمیایی:
وجود ناخالصی‌های کمتر به ویژه عناصر مزاحمی مانند نیتروژن و بور در ساختار الماس، موجب ارتقاء کیفیت و افزایش سختی آن می‌شود. الماس‌های نوع IIa که تقریباً عاری از ناخالصی هستند، بالاترین سختی را دارند.
روش تولید:
الماس‌های صنعتی عمدتاً به روش‌های رشد شیمیایی بخار (CVD) و فشار و دمای بالا (HPHT) تولید می‌شوند. کیفیت رشد بلور، میزان کنترل فشار و دما و همچنین سرعت فرآیند، نقش مهمی در تعیین سختی نهایی الماس ایفا می‌کند.
اندازه دانه‌های کریستالی:
در الماس‌های چندبلوری (مانند PCD)، اندازه‌ی کوچک‌تر دانه‌های کریستالی می‌تواند سختی و مقاومت در برابر سایش را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
تراکم ساختاری:
تراکم بالای ساختار داخلی الماس منجر به افزایش مقاومت در برابر فشارهای مکانیکی و شیمیایی می‌شود. هرچه تراکم بالاتر باشد، استحکام و طول عمر الماس نیز بیشتر خواهد بود.
پرداخت سطحی و کیفیت ساخت:
کیفیت فرآیند پرداخت و صیقل نهایی نیز می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر سختی مؤثر الماس در حین عملیات تراشکاری داشته باشد که بر قیمت الماس تراشکاری نیز تاثیر بسزایی دارد.
نحوه‌ی انتخاب بهترین الماس تراشکاری
انتخاب بهترین الماس تراشکاری نیازمند بررسی دقیق چندین عامل مهم است که هر یک بر کیفیت برش، طول عمر ابزار و بهره‌وری نهایی عملیات تأثیرگذارند. آگاهی از این نکات به کاربران صنعتی کمک می‌کند تا مناسب‌ترین ابزار را متناسب با نیاز خود انتخاب کنند.
مهمترین نکاتی که هنگام انتخاب الماس تراشکاری باید مدنظر قرار گیرند عبارت‌اند از:
جنس قطعه‌کار:
نوع ماده‌ای که قرار است تراش داده شود (فلزات سخت، آلیاژهای سبک، مواد غیرآهنی، سرامیک و غیره) تعیین‌کننده‌ی نوع و سختی الماس مورد نیاز است. برای مواد بسیار سخت، باید از الماس‌های با سختی و مقاومت بالا استفاده شود.
نوع عملیات تراشکاری:
بر اساس نوع عملیات (تراشکاری سبک، خشن، براده‌برداری سریع یا پرداخت نهایی)، نوع الماس، زاویه‌ی براده، شکل و اندازه‌ی اینسرت باید به دقت انتخاب شود.
سختی و مقاومت ابزار:
اینسرت‌های با سختی بالا برای شرایط کاری شدید و تولید مداوم مناسب‌تر هستند. در مقابل، در عملیات‌های سبک‌تر ممکن است سختی متوسط و مقاومت به ضربه اهمیت بیشتری داشته باشد.
روکش و پوشش سطحی:
پوشش‌های مقاوم مانند TiN (نیترید تیتانیوم)، TiAlN (نیترید تیتانیوم-آلومینیوم) یا DLC (کربن شبه الماس) می‌توانند سختی، مقاومت در برابر سایش و طول عمر اینسرت را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.
هندسه و زاویه‌ی براده:
طراحی صحیح زاویه‌ی براده و هندسه‌ی لبه‌ی برش، باعث بهبود روانی عملیات تراشکاری، کاهش نیروی برشی و افزایش کیفیت سطح کار خواهد شد.
برند و کیفیت ساخت:
انتخاب اینسرت از تولیدکنندگان معتبر و برندهای خوشنام، تضمین‌کننده‌ی کیفیت، دوام و عملکرد بهینه‌ی ابزار است.
انواع الماس تراشکاری
الماس تراشکاری ابزارهای بسیار مهمی در صنعت ماشین‌کاری و براده‌برداری هستند که برای تراش مواد مختلف با ویژگی‌های خاص طراحی شده‌اند. این ابزارها با توجه به نوع کاربرد و نیازهای صنعتی در انواع مختلف تولید می‌شوند. از جمله انواع مهم این ابزارها می‌توان به الماس گام زنی، الماس کف تراشی، الماس برش و الماس سرامیکی یا CBN اشاره کرد که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.
- الماس سرامیکی (CBN)
الماس سرامیکی یا همان CBN (Cubic Boron Nitride) به عنوان یکی از سخت‌ترین و مؤثرترین ساینده‌ها در تراش مواد سخت شناخته می‌شود. این نوع الماس برای برش و تراش فلزات سخت مانند فولاد، آلیاژهای آهنی و آلیاژهای مقاوم به حرارت بسیار مناسب است. CBN از نظر خواص مکانیکی و حرارتی در سطح بسیار بالایی قرار دارد و به دلیل ضریب هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر دماهای بسیار زیاد، در عملیات‌های دما بالا به خوبی عمل می‌کند.
این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که الماس CBN برای صنایع خودروسازی، هوافضا و تولید ابزارآلات دقیق گزینه‌ای ایده‌آل باشد.
- الماس گام زنی
الماس‌های گام زنی به طور خاص برای تراش دنده‌ها و برش‌های پیچیده طراحی شده‌اند. این ابزارها به دلیل هندسه خاص خود که دارای لبه‌های تیز و زاویه‌دار است، می‌توانند برش‌هایی دقیق و پیچیده در مواد مختلف ایجاد کنند.
- الماس کف تراشی
الماس‌های کف تراشی برای عملیات‌های تراشکاری سطحی و صافکاری استفاده می‌شوند. این نوع الماس‌ها به دلیل داشتن لبه‌های برشی گسترده، برای ایجاد سطوح صاف و هموار بر روی قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرند و به دلیل کارایی بالا در کاهش زمان تولید و افزایش کیفیت سطح، اهمیت زیادی دارند.
- الماس برش
الماس‌های برش برای برش مستقیم مواد مختلف از جمله فلزات و سرامیک‌ها به کار می‌روند. این ابزارها قادرند با دقت بسیار بالا و بدون ایجاد آسیب به سطح قطعه، عملیات برش را انجام دهند.
نتیجه‌گیری
الماس تراشکاری به عنوان یکی از مهمترین و کارآمدترین ابزارهای صنعت براده‌برداری، با ویژگی‌های منحصر به فرد خود در تراش مواد سخت و مقاوم کاربرد دارد. در میان انواع مختلف الماس ها، الماس‌های سرامیکی (CBN) به دلیل ترکیب خواص مکانیکی و حرارتی برجسته، به عنوان سخت ترین الماس تراشکاری شناخته می‌شوند.
الماس‌های CBN به دلیل ضریب هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر دماهای زیاد، برای تراش فلزات سخت و آلیاژهای مقاوم به حرارت مناسب هستند. این ویژگی‌ها سبب می‌شود که در صنایع حساس و پرچالش مانند خودروسازی، هوافضا و تولید ابزارهای دقیق به کار روند. همچنین، این الماس‌ها قادر به براده‌برداری دقیق و سایش کم در شرایط سخت کاری هستند.
