เหล็กความเร็วสูง HSS High speed steel
เหล็กกล้าความเร็วสูงเป็นเหล็กกล้าเครื่องมือประเภทหนึ่งที่ขึ้นชื่อว่ามีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอสูง และทนความร้อนสูง โดยการเพิ่มองค์ประกอบต่างๆ เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม โครเมียม และวาเนเดียม เรียกอีกอย่างว่าเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงหรือเหล็กกล้างานร้อน โดยทั่วไปเรียกว่า “เหล็กกล้าขาว”
เหล็กกล้าความเร็วสูงใช้เป็นหลักในการสร้างเครื่องมือตัดโลหะที่ซับซ้อน น้ำหนักเบา และทนทานต่อแรงกระแทก กระบวนการผลิตเครื่องมือเหล็กกล้าความเร็วสูงนั้นตรงไปตรงมาและช่วยให้ลับคมได้ง่าย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงยังคงเป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องมือตัดโลหะแม้ว่าจะมีวัสดุใหม่เกิดขึ้นก็ตาม
ซีเมนต์คาร์ไบด์
ซีเมนต์คาร์ไบด์เป็นโลหะผสมที่ทำจากโลหะทนไฟและโลหะยึดประสาน ซึ่งผลิตด้วยเทคนิคทางโลหะวิทยา P/M วัสดุนี้มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น มีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ มีความแข็งแรงและทนทานสูง ทนความร้อน และทนต่อการกัดกร่อน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความแข็งสูงและความทนทานต่อการสึกหรอยังคงที่แม้ที่อุณหภูมิสูงถึง 500°C และยังคงมีความแข็งสูงที่ 1,000°C ดังนั้น ซีเมนต์คาร์ไบด์จึงมีประสิทธิภาพการตัดที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าความเร็วสูง และสามารถปรับปรุงความทนทานของเครื่องมือได้หลายถึงหลายสิบเท่า
ด้วยความทนทานที่เท่ากัน ซีเมนต์คาร์ไบด์ช่วยให้ความเร็วตัดเพิ่มขึ้น 4-10 เท่า เป็นผลให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะวัสดุเครื่องมือ ซึ่งสามารถตัดวัสดุที่ยากต่อการตัดเฉือน เช่น เหล็กทนความร้อน สแตนเลส เหล็กแมงกานีสสูง และเหล็กกล้าเครื่องมือ
เพชร
เพชรถือเป็นสสารที่แข็งที่สุดและมีค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมในบรรดาวัสดุแร่ที่รู้จัก การสึกหรอของแรงเสียดทานกับวัสดุโลหะและอโลหะต่างๆ มีค่าเพียง 1/50-1/800 ของซีเมนต์คาร์ไบด์ ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับเครื่องมือตัด
เครื่องมือเจียระไนส่วนใหญ่ทำจากเพชรผลึกเดี่ยวเทียม คมตัดของเครื่องมือเพชรมีความคมอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดเศษที่มีส่วนเล็กๆ คมตัดมีความหยาบต่ำและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ทำให้ไม่เกิดการบิ่นระหว่างการตัด จึงทำให้ได้พื้นผิวที่ผ่านการกลึงคุณภาพสูง
เครื่องมือตัดเพชรมีสามประเภท: เครื่องมือเพชรผลึกเดี่ยวธรรมชาติ เครื่องมือเพชรผลึกเดี่ยวสังเคราะห์ที่เป็นของแข็ง และเครื่องมือผสมเพชร อย่างไรก็ตาม เครื่องมือเพชรธรรมชาติมักไม่ค่อยได้ใช้ในการผลิตจริงเนื่องจากต้นทุนสูง
คิวบิกโบรอนไนไตรด์ CBN
เป็นวัสดุสังเคราะห์เทียมที่พัฒนาขึ้นใหม่ เผาจากผง CBN (Cubic Boron Nitride) และสารยึดเกาะจำนวนเล็กน้อย (เช่น Co-Ni, TiC, TiN หรือ Al2O3) ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง และด้วยความช่วยเหลือของตัวเร่งปฏิกิริยา . มีความแข็งสูง ทนต่อการขีดข่วนได้ดี มีความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยม และมีความคงตัวทางความร้อนสูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องมือเพชร
สามารถคงคุณสมบัติไว้ได้แม้ใช้งานที่อุณหภูมิระหว่าง 1200-1300°C และไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะในกลุ่มเหล็ก จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแปรรูปเหล็ก ดังนั้น เครื่องมือตัดแบบ CBN จึงถูกนำมาใช้เป็นหลักสำหรับการตัดเฉือนวัสดุที่ตัดเฉือนยากอย่างมีประสิทธิภาพ และมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมการตัดเฉือน
เซรามิกส์ เซรามิกส์
ข้อได้เปรียบหลักของวัสดุเครื่องมือเซรามิกคือความแข็งสูงและความทนทานต่อการเสียดสี ตลอดจนความแข็งแรงในการดัดที่ลดลงน้อยที่สุดและความต้านทานต่อการดัดที่อุณหภูมิสูง
มีความเสถียรทางเคมีสูง มีความสัมพันธ์กับโลหะต่ำ และทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดี ไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กแม้ในอุณหภูมิหลอมเหลว ส่งผลให้การยึดเกาะ การแพร่กระจาย และการสึกหรอออกซิเดชั่นน้อยลง และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำลง นอกจากนี้ เศษยังมีโอกาสติดเครื่องมือตัดน้อยกว่าและมีโอกาสน้อยที่จะเกิดการบิ่น
อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของเครื่องมือเซรามิก ได้แก่ ความเปราะสูง ความแข็งแรงและความเหนียวต่ำ และกำลังดัดที่อ่อนกว่าเมื่อเทียบกับซีเมนต์คาร์ไบด์