Материал пластин и влияние его на заточку

[Абрикоска 88]

Добрый вечер! Тема для бывалых вряд-ли будет актуальна, но они могут подсказать что не так)
Когда появляется вопрос - на него нужен ответ, таким образом я шерстил три месяца источники информации и делал логичные умозаключения без твердой мысли о том что ими можно поделится, но большое спасибо @misha_mehanix за то что поддержал меня в написании темы после того как я ляпнул об изысканиях)
Речь пойдет о пластинах из ТС и о том почему буржуи именитых контор типа WYLER  в 21м веке до сих пор применяют углеродку в качестве шаберов.
Цель данного исследования - понять какие материалы подходят для шаберных пластин и найти подходящие современные заменители.
Как известно чем лучше заточена пластинка - тем лучше она режет и тем дольше у нее стойкость. Дело обстоит в том на сколько мелкий помол карбида вольфрама(далее КВ) в мягкой кобальтовой связке. К примеру ВК6ОМ, имеем 6% кобальта и 94% КВ особо мелкого (0.8-1.2 мкм). Чисто теоретически при такой концентрации КВ речи о "карбидных неоднородностях" (термин из материаловедения - стали/чугуны) быть не может, но имеет место быть брачок при спекании ТС и несоблюдение технологии как спекания порошков так и помола КВ. Познакомился я однажды с пареньком,физиком, нынче кандидат он, защищал он когда-то диплом на тему "порошковые керамические сплавы для обработки резанием"(не точно) и учась на физ факе Каразина имел доступ в лаборатории физ теха Пятихатского (там где наш местный коллайдер) и собственно там они спекали эти порошки в готовые пластины. Так вот рассказывал что метод спекания любых порошков влияет на их эксплуатационные характеристики! при спекании в атмосфере воздуха в форме - материал получается пористым... А при спекании под давлением материл получается вообще не пористым.
В совке на сколько я знаю после присвоения знака какчества предприятие имело право не проверять каждый продукт, и однажды я наткнулся на статью которая связывала этот факт и то что только первые пластины завода "Победит" соответствовали ТУ и были выполнены по технологии. А именно: заявленный размер помола КВ (после открытия и нынче отечественные пластины имеют какую попало зернистость) спекание под давлением определенной температуре при которой кобальт должным образом смачивал порошок КВ и в то же время не испарялся охрупчивая продукт, и режим остывания, так как при быстром остывании структура ТС также охрупчивается. 

Шаберня пластина должна: быть износостойкой, держать кромку.
Износостойкойсть достигается применением твердого сплава, но не все твердые сплавы способны удерживать кромку в допустимых пределах. Исходя из справочной информации данной в "Шаберы с механическим креплением твердосплавных ножей. С.В. Слесаренко Д.Б. Байнер" радиус закругления режущей кромки для достижения удовлетворительных параметров резания должен быть до 6-8мкм и чистотой поверхности 11-12 класса, из этого логично сделать вывод что только мелкозернистые сплавы подходят для этой задачи, сплавы с размером зерна крупнее 0.8-1.2 мкм не способны держать кромку достаточно долго ввиду того что при выкрашивании крупной заточенной крупицы КВ она открывает с слое кобальта новую не заточенную. Пожалуй на этом отечественные материалы можно оставить а с теорией перейти к зарубежным.
Ввиду того что я пользуюсь импортными сменными пластинами и волей не волей пришлось разобраться в сплавах и их применяемости то увидев шаберную пластину Сандвик я засомневался. Там написано "K10 H10"... К10 это группа обрабатываемости по ИСО 513, что гласит о том что она для чугуна, а вот Н10 это сплав, но сплавы групп Н применяют для изготовления к примеру резцовых сменных пластин для обработки сплавов групп N, то есть для цветнины. Вот я и растерялся, а потом до меня дошло что для чистой обработки алюминия к примеру важна бритвенно острая кромка которую реально достичь только благодаря мелкозернистым сплавам.
Далее: полез я изучать зернистости современных ТС и обнаружил что самый мелкий помол КВ в мире был достигнут фирмой Суммитомо, целых 0.2мкм! в пять раз меньше отечественных, из ультрамелкозернистого сплава XF1 делают мелкоразмерный инструмент типа резьбофрез и мокросверел. Но в принципе это слишком и совершенно не обязательно, есть масса других сплавов которые превосходят по качеству помола, методу спекания и стойкости отечественные, в конце концов прогресс на месте не стоит и с 1950х-60х(?) ВК6ОМ довольно сильно устарел. 
Практика: было мне интересно что же я все-таки наумозаключал. Взял я битую пластинку по алюминию CCGT09T304 из сплава H01, прикрутил к державке, заточил и довел как следует, и понял что все в принципе ровно так как я описал выше, она работает, и работает превосходно, стойкость высокая, кромку держит хорошо, режет чисто и очень уверенно (случайно на чугуне снял где-то 0.06 за штрих...), доводить кромку приходится гораздо реже чем вк6ом. Формат пластинки не удобный, по этому я ее припаял к стальной пластинке и обточил, после пайки результаты заметно ухудшились, она стала гораздо сильнее выкрашиваться...
Почему до сих пор используют углеродку для шаберов: потому что углеродка достаточно тверда и износостойка, хотя  не так как ТС пластины, но имеют перед ними преимущество в качестве заточки поскольку являются сталями и имеют размер зерна соизмеримый с размером атома железа и углерода, что в общем довольно мало... Швейцарцы из WYLER выпускают высокоточный измерительный инструмент, уровни, и по скольку они начисто шлифованы то снимаемые припуски чрезвычайно малы для придания поверхностям нужной  точности, потому чистота доводки более  важна чем износостойкость которой все-равно хватает. Так же и японцы - используют стальные широкие шаберы для отделки изделий.
Практический вывод:
1) ТС шаберная пластина должна быть (ключевое для ТС) только из мелко-ультрамелкозернистых сплавов с небольшим содержанием мягкого кобальта.
2) ТС пластина должна быть доведена с максимально возможным классом чистоты и с минимально возможным радиусом закругления РК (меньше 3мкм скорее всего и оно и к лучшему - не выйдет)
Все остальные геометрические параметры пластины будут не важны при несоблюдении этих условий но добавлю что их можно найти в соответствующей литературе и на просторах форума.
С книгой "Шаберы с механическим креплением твердосплавных ножей. С.В. Слесаренко Д.Б. Байнер" настоятельно рекомендую ознакомится!
Так же хочу сказать что на самом деле можно шабрить чем угодно, но качество и трата сил могут не оправдать дело.
Если кто обладает информацией по поводу зарубежных сплавов - прошу поделится.
P.S. Писал с головы, по этому может каша слегка получилась, не кидайтесь)
 

Змінено 9 лютого, 2020 користувачем Абрикоска

[Fyva 188]

В порошковых материалах всё гораздо сложнее, чем может показаться. На характеристики порошковых сплавов значительно влияет не только состав, микропомол его компонентов, но и кривые температур, времена выдержки при этих температурах, давления и т.д. Причем всё это влияет на результат очень нелинейно.

(В своё время жена делала НИРС по порошковым штаповым материалам. Тогда и столкнулся очень поверхностно с этой темой).

А если ещё есть покрытие, влияющее на характеристики поверхностного слоя, то становится вообще всё запутано  . 

[Sanya8270 130]

Ще і процес заточки теж важливий і може впливати на результат не менш чим сплав . Зі сталями більш зрозуміло і розжовано, особливо «разорманьяками» про тонку довідку РК, а от с ТС пластинами тут цікаво почитати дослідженя, якщо такі були

[hopscotch 167]

Для шаберної пластини важливий мінімальний радіус РК в процесі роботи, щоб знімати стружку легко = щоб вона була тонка.
У реального шабера кромка все одно не ідеальна бритва, і очевидно радіус менший ніж найтонша стружка яку він може зняти. А щоб той заточка було довго постійною, необхідно щоб зерно не було більшим за радіус.
Висновок - коли вам драти по 5мкм за раз, то згодиться і ВК8, ви просто не відчуєте різницю з більш гострим різцем. А от для високоточного, коли стружка субмікронна, то і радус кромки повинен бути субмікроним.
Для мікросвердел така ж задача - максимальна товщина стружки обмежена міцністю свердла, відповідно припустима подача обмежується вже одиницями мкм, тому і потрібна гострота РК, тому і субмікронні помоли кераміки.
Чим менше кобальта, тим щільніше контактують зерна карбідів, тим жорсткіше тримаються вони одне за одне, і тому менші навантаження на зв’язку(менша втома, менше впливає оголення зерен). Але і чутливість до тріщин більша.
ЗІ. Книжечку почитав, знову прореготав з картинки де ВК6-ОМ в 1.4 рази стійкіший за Сандвік, і в 33 рази стійкиший за ВК8. По суті то висер теоретика в стилі "Гострі різці з твердого та міцного кращі за різці тупі з м’якого та неміцного". "Мойтє рукі с мьілом!".

Змінено 10 лютого, 2020 користувачем hopscotch

[Абрикоска 88]

2 часа назад, hopscotch сказал:

Книжечку почитав, знову прореготав з картинки де ВК6-ОМ в 1.4 рази стійкіший за Сандвік, і в 33 рази стійкиший за ВК8. По суті то висер теоретика в стилі "Гострі різці з твердого та міцного кращі за різці тупі з м’якого та неміцного". "Мойтє рукі с мьілом!".

Тут конечно да, таблица стойкости просто прелесть) Все логично но информация для сравнения важна, ну а сандвик естественно хуже чем ВК6ОМ, пфф, а иначе и до КГБ недалеко)
 

 

2 часа назад, hopscotch сказал:

Висновок - коли вам драти по 5мкм за раз, то згодиться і ВК8, ви просто не відчуєте різницю з більш гострим різцем. А от для високоточного, коли стружка субмікронна, то і радус кромки повинен бути субмікроним.

А вот не совсем все так, кромка за пару проходов округлится и перестанет резать вообще, все-таки вручную драть, стойкость в ручном инструменте важна не меньше чем на микросверлах

[Абрикоска 88]

3 часа назад, Sanya8270 сказал:

Ще і процес заточки теж важливий і може впливати на результат не менш чим сплав . Зі сталями більш зрозуміло і розжовано, особливо «разорманьяками» про тонку довідку РК, а от с ТС пластинами тут цікаво почитати дослідженя, якщо такі були

Процесс наверное проще чем со сталями и ножами, ТС заусенец не тянет всетаки, нужно быть внимательным и аккуратным при заточке, и точить/доводить с очень жесткой системой на твердом(очень) притире.
А еще кобальт магнитится ввиду особенностей строения атома и после заточки как и любой шлифовке может собирать стружку в процессе работы.

[Абрикоска 88]

5 часов назад, Fyva сказал:

В порошковых материалах всё гораздо сложнее, чем может показаться. На характеристики порошковых сплавов значительно влияет не только состав, микропомол его компонентов, но и кривые температур, времена выдержки при этих температурах, давления и т.д. Причем всё это влияет на результат очень нелинейно.

(В своё время жена делала НИРС по порошковым штаповым материалам. Тогда и столкнулся очень поверхностно с этой темой).

А если ещё есть покрытие, влияющее на характеристики поверхностного слоя, то становится вообще всё запутано  . 

Да все действительно сложнее чем я и Вы описали, но я еще не закончил изыскания)
А покрытия для шаберных пластин не актуальны в ввиду постоянных переточек, по этому рассматривать их не имеет смысла.

[San1084 266]

Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, эти пластины пойдут для шабрения те что 20х18х5? С ув. Александр