Metal kesmede, aletin kesme kısmı doğrudan kesme işini gerçekleştirir, dolayısıyla alet malzemesi genellikle aletin kesme kısmının malzemesini ifade eder. Takım malzemesinin doğru seçimi kesme işleminin çok önemli bir yönüdür ve büyük ölçüde kesme verimliliğini, takım tüketimini ve işleme maliyetlerini, işleme doğruluğunu ve yüzey kalitesini belirler. Takım malzemelerinin gelişimi aynı zamanda iş parçası malzemelerinin geliştirilmesinden de etkilenmektedir. Aşağıda alet malzemelerinin seçimini tartışıyoruz.
Çalışma sırasında takımlar önemli kesme basıncına, sürtünmeye ve darbeye maruz kalır ve bu da yüksek kesme sıcaklıklarına neden olur. Bu yüksek-sıcaklık, yüksek-basınç ve yoğun sürtünmeli ortamda çalışmak, uygun olmayan malzemelerin kullanılması aletin hızlı aşınmasına veya hasar görmesine neden olabilir. Bu nedenle takım malzemelerinin belirli temel gereksinimleri karşılaması gerekir.
1. Yüksek sertlik ve iyi aşınma direnci
Sertlik takım malzemelerinin temel bir özelliğidir. Bir iş parçasından talaşları çıkarmak için, aletin sertliğinin iş parçası malzemesinin sertliğinden daha büyük olması gerekir. Metallerin kesilmesinde kullanılan takımların kesici kenar sertliği genellikle 60HRC'nin üzerindedir.
Karbon takım çeliği için sertliğin oda sıcaklığında 62 HRC'nin üzerinde olması gerekir; yüksek-hız çeliği için sertlik 63-70 HRC'dir; karbür takımlar için sertlik 89-93 HRC'dir.
Aşınma direnci, bir takım malzemesinin aşınmaya karşı direnç gösterme yeteneğidir. Genel olarak konuşursak, bir takım malzemesinin sertliği ne kadar yüksek olursa, aşınma direnci de o kadar iyi olur. Sertlik ne kadar yüksek olursa, sayı o kadar büyük olur, parçacıklar o kadar küçük olur ve sert parçacıklar takım malzemesinin metalografik yapısında ne kadar eşit şekilde dağılırsa aşınma direnci o kadar iyi olur. Bu aynı zamanda takım malzemesinin kimyasal bileşimi, mukavemeti, mikro yapısı ve sürtünme bölgesinin sıcaklığı ile de ilgilidir.
2. Yeterli Güç ve Dayanıklılık
Bir aletin, genellikle kesme sırasında karşılaşılan yüksek basınç, şok ve titreşimler altında ufalanmadan veya kırılmadan çalışabilmesini sağlamak için, alet malzemesinin yeterli dayanıma ve tokluğa sahip olması gerekir. Genel olarak konuşursak, tokluk ne kadar yüksek olursa dayanabileceği kesme kuvvetleri de o kadar büyük olur.
3. Yüksek Isı Direnci
Isı direnci, bir takım malzemesinin kesme performansının birincil göstergesidir. Tipik olarak yüksek sıcaklıklarda yüksek sertliği, aşınma direncini, mukavemeti ve tokluğu koruma yeteneği ile ölçülür. Sıcak sertlik olarak da bilinir.
Bir takım malzemesinin yüksek-sıcaklık sertliği ne kadar yüksek olursa, ısı direnci o kadar iyi olur, yüksek-sıcaklık plastik deformasyonuna ve aşınmaya karşı direnci o kadar yüksek olur ve izin verilen kesme hızı da o kadar yüksek olur.
Alet malzemeleri, yüksek-sıcaklık sertliğinin yanı sıra, yüksek-sıcaklık oksidasyon direnci ve iyi yapışma ve yayılma direnci de sergilemelidir. Bu özelliğe kimyasal kararlılık denir.
4. İyi Termofiziksel Özellikler ve Termal Şok Direnci
Bir alet malzemesinin ısıl iletkenliği ne kadar iyi olursa, kesme ısısını kesme alanından uzaklaştırmak o kadar kolay olur, böylece alet malzemesinin kesici kısmının sıcaklığı düşer ve aletin aşınması azalır.
5. İyi Üretilebilirlik
Aletler sadece mükemmel kesme performansına sahip olmamalı, aynı zamanda üretimi de kolay olmalıdır. Bu, takım malzemelerinin dövme, ısıl işlem, kaynak, taşlama gibi iyi üretilebilirliğe ve-yüksek sıcaklıkta plastik deformasyon direncine sahip olmasını gerektirir.
6. Ekonomik Verimlilik
Ekonomik verimlilik, takım malzemelerinin önemli bir göstergesidir. Alet malzemelerinin geliştirilmesi, bir ülkenin büyük ekonomik ve stratejik öneme sahip gerçek kaynak durumuna dayanmalıdır.
Bazı takımlar birim başına pahalı olabilir, ancak uzun servis ömürleri, bileşen başına maliyetin mutlaka yüksek olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle kesici takım seçiminde ekonomik etkiler dikkate alınmalıdır. Ek olarak, gelişmiş işleme sistemlerinde kesici takım kesme performansının da belirli bir düzeyde öngörülebilirlik ve yüksek güvenilirlikle birlikte istikrarlı ve güvenilir olması gerekir.