تفاوت بین تیغ فرز HSS و کارباید تنگستن (تمام الماس)
هنگام تصمیم گیری در مورد نوع تیغ فرز برای استفاده در ماشینکاری کنترل عددی کامپیوتری (CNC)، بخشی از فرآیند شامل مقایسه فولاد تندبر در مقابل کارباید است. در حالی که تیغ فرزهای کارباید در چندین سال گذشته تا حد زیادی جایگزین HSS در ماشینکاری CNC شده اند، تیغ فرز HSS هنوز کاربردهای زیادی در ماشینکاری دارد. قبل از بیان فواید و کاربردهای هر ماده، اجازه دهید ابتدا به طور خلاصه تاریخچه استفاده از HSS و تیغ فرزهای پایان کارباید را بازگو کنیم.
تاریخچه تیغ فرز HSS و کارباید
منشا فولاد تندبر به اوایل قرن گذشته و آزمایشات فردریک وینسلو تیلور و ماونسل وایت در یک شرکت تولید فولاد باز می‌گردد. اولین آلیاژی که به طور رسمی به عنوان “فولاد تندبر” طبقه بندی شد در سال 1910 ظاهر شد و عمدتاً از تنگستن تشکیل شده بود. در سال 1930، فولادهای تندبر غنی از مولیبدن با انگیزه توسعه ناشی از کمبود مواد و افزایش هزینه‌ها به دلیل جنگ جهانی دوم، شروع به استفاده کردند. از آن زمان، کبالت به فولادهای تندبر مولیبدن معرفی شد تا مقاومت حرارتی و سختی بیشتری ایجاد کند.
تقریباً در همان زمان که مولیبدن جایگزین تنگستن در آلیاژهای HSS شد، شرکت آلمانی Friedlich Krupp شروع به فروش محصولات متشکل از کارباید سیمانی کرد. جنرال الکتریک در ایالات متحده و شرکت‌های مختلف ژاپنی نیز توسعه را پیش بردند. افزایش سریع کیفیت کارباید در چند دهه گذشته با نرخ رو به رشد پذیرش در ماشینکاری CNC مطابقت دارد، زیرا اکنون اکثریت قریب به اتفاق برنامه‌های برش کارباید را به جای HSS انتخاب می‌کنند، با برخی استثناهای قابل توجه.
فولاد تندبر یا HSS
فولاد تندبر [به انگلیسی: High Speed Steel] به اختصار HSS به دلیل توانایی خود در مقاومت در برابر دماهای بالا در حالی که سختی خود را حفظ می‌کند شناخته می‌شود. در حالی که HSS از سرعت برش بسیار کندتر نسبت به کارباید برخوردار است اما کمتر مستعد شکستگی است و می‌تواند برای مدت زمان قابل توجهی عملکرد خوبی داشته باشد.HSS در استفاده در ابزارهای برشی چند لبه ارزان‌تر و مؤثرتر است. بعلاوه، می‌توان با تیز کردن مجدد لبه‌ها پس از مدت زمان طولانی استفاده آن‌ها را دوباره به کار گرفت. تیغ فرزهای HSS به طور منظم در فرزکاری با قطرهای کوچک یا عمق زیاد استفاده می‌شوند. همچنین، HSS می‌تواند در ساخت سایر ابزارهای برشی مانند مته‌ها، تیغچه تراشکاری، تیغ اره و … استفاده شود.
کارباید تنگستن
ابزارهای کاربایدی دارای راندمان بالایی در استفاده هستند و لبه برش خود را در دماهای بالای ماشینکاری به خوبی حفظ می‌کنند. در مقایسه با HSS، ابزار کارباید دارای محدوده سرعت برش بالاتر و استحکام بهبود یافته است. یک ابزار کاربایدی برای ارائه کیفیت فوق العاده سطحی شناخته شده‌است. با توجه به این مزایا، کارباید در اکثر کاربردهای برش به خصوص فرزکاری استفاده می‌شود. کارباید اغلب هنگام ماشینکاری بر روی چدن، چوب و سایر مواد غیر آهنی استفاده می‌شود.
خلاصه
تیغ فرز کارباید برای ابزار در اکثر کاربردهای ماشینکاری استفاده می‌شود، در حالی که HSS بخش کوچکتر اما حیاتی بازار را تشکیل می‌دهد. اگر سرعت برش را در اولویت قرار دهید، کارباید از HSS بهتر است.
از سوی دیگر، HSS دوام و استحکام فراوانی را برای عملیات با فشار بالا یا ماشین‌های کم‌توان فراهم می‌کند. شکستن ابزار می‌تواند پرهزینه باشد و باعث کندی تولید شود، که HSS را به گزینه‌ای مقرون به صرفه‌تر از کارباید در کاربردهایی که شامل نرخ‌های پیشروی بزرگ است تبدیل می‌کند.
کارباید و HSS دو ماده محبوب هستند که در ساخت فرز استفاده می‌شوند. هر ماده دارای نقاط قوت و ضعف خاص خود است و انتخاب بین فرزهای کارباید و HSS به عوامل مختلفی از جمله نوع ماده ماشینکاری، سرعت برش، الزامات عمر ابزار، ملاحظات هزینه و تنظیم دستگاه شما بستگی دارد.
———————————————————————–
سوالات متداول؟!
عبارت HSS مخفف چیست؟
فولاد تندبر یا HSS مخفف عبارت High-Speed Steel است. HSS یک نوع فولاد ابزار است که به دلیل تعادل عالی از سختی، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش شناخته می‌شود و آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای ماشینکاری مناسب می‌کند.
انواع مختلف HSS چیست؟
- فولاد HSS کبالت 8 درصد: نوعی از آلیاژ فولادی تندبر که حاوی 8 درصد کبالت است. این فولاد دارای خواص سختی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر حرارت عالی است. افزودن کبالت باعث می‌شود ابزار بادوام‌تر باشد و در حین عملیات برش در برابر دماهای بالاتر مقاومت کند.
- فولاد HSS کبالت 5 درصد: نوعی آلیاژ فولادی تندبر که حاوی 5 درصد کبالت است. این نوع فولاد به دلیل ترکیب عالی از سختی، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش شناخته شده‌است. داشتن 5 درصد کبالت باعث استحکام بیشتر ابزار می‌شود.
- فولاد HSS معمولی بدون کبالت: پایین‌ترین عیار فولاد تندبر بدون محتوای کبالت.
معایب و مزایای کارباید نسبت به HSS
این ماده برای ماشینکاری مواد سخت و ساینده مانند تیتانیوم، فولاد ضد زنگ و چدن ایده‌آل است. کارباید می‌تواند دماهای بالا را تحمل کند و لبه برش خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ کند و کارایی بالایی داشته باشد. فرزهای کارباید می‌توانند به سرعت برش بسیار سریع‌تری نسبت به فرزهای HSS دست یابند که آن‌ها را به انتخابی عالی برای عملیات برش با سرعت بالا تبدیل می‌کند.
با این حال، ابزارهای کارباید گران‌تر از HSS هستند. همچنین، آن‌ها شکننده هستند و در صورت قرار گرفتن در معرض فشار یا ضربه بیش از حد می‌توانند ترک بخورند یا شکسته شوند. به همین دلیل، ابزارهای کارباید در حین جابجایی و برش به دقت بالایی نیاز دارند که آن‌ها را برای ماشین‌های دستی یا شرایط برش ناپایدار نامناسب می‌کند.
