1) سختی بالا و مقاومت در برابر سایش: در دمای اتاق، مواد قطعه برش باید دارای سختی کافی برای برش در قطعه کار باشد. با مقاومت در برابر سایش بالا، ابزار فرسوده نمی شود و عمر مفید آن را افزایش می دهد.
2) مقاومت حرارتی خوب: ابزار در حین برش گرمای زیادی تولید می کند، به خصوص زمانی که سرعت برش بالا باشد، دما بسیار بالا خواهد بود، بنابراین، مواد ابزار باید مقاومت حرارتی خوبی داشته باشد، حتی در دمای بالا می تواند سختی بالایی را حفظ کند و توانایی ادامه برش را دارد. به این نوع سختی دمای بالا، سختی گرم یا سختی قرمز نیز میگویند.
3) استحکام بالا و چقرمگی خوب: در طول فرآیند برش، ابزار باید نیروی ضربه زیادی را تحمل کند، بنابراین مواد ابزار باید استحکام بالایی داشته باشد، در غیر این صورت به راحتی شکسته و آسیب می بیند. از آنجایی که فرز در معرض ضربه و لرزش قرار می گیرد، مواد فرز نیز باید چقرمگی خوبی داشته باشد تا به راحتی تراشه و ترک نخورد.
مواد متداول برای فرز برش
1)-فولاد ابزار پرسرعت (که به عنوان-فولاد پرسرعت، فولاد جلویی و غیره نامیده میشود) به فولاد-عام و خاص-فولاد با سرعت بالا-تقسیم میشود.
دارای ویژگی های زیر است:
الف محتوای عناصر آلیاژی تنگستن، کروم، مولیبدن و وانادیم زیاد است و سختی خاموش کننده می تواند به HRC62-70 برسد. در دمای بالای 600 درجه، همچنان می تواند سختی بالایی را حفظ کند.
ب لبه برش دارای استحکام و چقرمگی خوب، مقاومت در برابر لرزش قوی است و می توان از آن برای ساخت ابزارهای برش با سرعت متوسط برش استفاده کرد. برای ماشینهای ابزار با استحکام ضعیف، هنوز هم میتوان از فرزهای فولادی با سرعت بالا برای برش صاف استفاده کرد.
ج عملکرد فرآیند خوب است. آهنگری، ماشینکاری و تیز کردن نسبتا آسان است. همچنین می توان ابزارهایی با اشکال پیچیده تر ساخت.
د در مقایسه با مواد کاربید سیمانی، هنوز هم دارای معایب سختی کمتر، سختی قرمز ضعیف و مقاومت در برابر سایش ضعیف است.
2) کاربید سیمانی: از کاربید فلز، کاربید تنگستن، کاربید تیتانیوم و کبالت{1}} با فرآیند متالورژی پودر ساخته شده است.
ویژگی های اصلی آن به شرح زیر است:
الف می تواند دمای بالا را تحمل کند و همچنان می تواند عملکرد برش خوبی را در حدود 800-1000 درجه حفظ کند. هنگام برش می تواند سرعت برش را 4-8 برابر بیشتر از فولاد با سرعت بالا انتخاب کند.
ب سختی بالا در دمای معمولی و مقاومت در برابر سایش خوب.
ج استحکام خمشی کم است، چقرمگی ضربه ضعیف است و تیغه به راحتی تیز نمی شود.
معمولاً کاربید سیمانی را می توان به سه دسته تقسیم کرد:
① تنگستن-کاربید سیمانی کبالت (YG)
معمولاً از نمرات YG3، YG6، YG8 استفاده می شود، که در آن اعداد نشان دهنده درصد محتوای کبالت است، محتوای کبالت بیشتر، چقرمگی بهتر، مقاوم تر در برابر ضربه و لرزش است، اما سختی و مقاومت در برابر سایش را کاهش می دهد. بنابراین، این آلیاژ برای برش چدن و فلزات غیرآهنی مناسب است و همچنین میتواند برای برش قطعات ضربهای بالا و قطعات فولادی و فولاد ضد زنگ سخت شده استفاده شود.
② کاربید کبالت تیتانیوم (YT)
نمرات رایج مورد استفاده عبارتند از YT5، YT15، YT30، عدد نشان دهنده درصد کاربید تیتانیوم است. پس از اینکه کاربید حاوی کاربید تیتانیوم است، می تواند دمای اتصال فولاد را افزایش دهد، ضریب اصطکاک را کاهش دهد و کمی سختی و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد، اما مقاومت خمشی و چقرمگی را کاهش دهد و خواص را شکننده کند. بنابراین آلیاژها برای برش قطعات فولادی مناسب هستند.
③ آلیاژ سخت عمومی
مقادیر مناسبی از کاربیدهای فلزی کمیاب مانند کاربید تانتالم و کاربید نیوبیوم را به دو کاربید سیمانی بالا اضافه کنید تا دانههای آنها تصفیه شود و-سختی دمای معمولی و{1}}سختی دمای بالا، مقاومت در برابر سایش، دمای اتصال و مقاومت در برابر اکسیداسیون افزایش یابد. تطبیق پذیری، درجه های آن عبارتند از: YW1، YW2 و YA6، و غیره، زیرا قیمت آن گران تر است، عمدتا برای مواد پردازش دشوار، مانند فولاد با مقاومت بالا، فولاد مقاوم در برابر حرارت، فولاد ضد زنگ و غیره استفاده می شود.