Odabir pravog materijala alata na temelju vrste obrade i materijala izratka, osiguravajući podudaranje između materijala alata i izratka, opće je poznato u industriji strojne obrade. Međutim, točni uvjeti potrebni za ovo podudaranje nisu univerzalno shvaćeni. U nastavku ćemo raspravljati o tome kako materijali alata i obratka postižu podudaranje u smislu mehaničkih, fizičkih i kemijskih svojstava.
Usklađivanje mehaničkih svojstava materijala alata i obratka
Mehanička svojstva prvenstveno uključuju projektiranje parametara kao što su čvrstoća, žilavost i tvrdoća za alat i radni predmet. Različiti materijali za alate poredani su silaznim redoslijedom prema čvrstoći na savijanje: brzo-čelik, cementni karbid, keramički alati, dijamantni alati i alati od kubičnog borovog nitrida; u silaznom redoslijedu žilavosti: brzo-čelik, cementni karbid, kubični borov nitrid, dijamantni i keramički alati; i prema opadajućem redoslijedu tvrdoće: dijamantni alati, alati od kubičnog bor nitrida, keramički alati, cementirani karbid i brzo-čelik.
Razlike u mehaničkim svojstvima omogućuju alatima da se prilagode potrebama obrade različitih materijala obratka. Tvrdoća alata za rezanje mora biti veća od tvrdoće obratka koji obrađuje. Stoga materijali obradaka visoke-tvrdoće zahtijevaju alate za rezanje s još većom tvrdoćom. Općenito, što je veća tvrdoća materijala alata za rezanje, to je bolja njegova otpornost na habanje, ali to će utjecati na čvrstoću i žilavost. Alati visoke-tvrdoće, visoke-otpornosti-na habanje općenito se koriste za grubu obradu, dok se oni nešto niže tvrdoće općenito koriste za završnu obradu.
Nadalje, alati za rezanje s izvrsnim mehaničkim svojstvima pri visokim-temperaturama odličan su izbor za-rezanje velikom brzinom. Na primjer, alati za rezanje keramike posjeduju gore navedene prednosti i mogu rezati pri vrlo velikim brzinama. Njihove dopuštene brzine rezanja mogu biti 2 do 10 puta veće od onih reznih alata od tvrdog metala.
Usklađivanje fizičkih svojstava materijala reznog alata i obratka Fizička svojstva koja se ovdje spominju uglavnom uključuju parametre kao što su toplinska vodljivost materijala, talište i koeficijent toplinskog širenja. Toplinska vodljivost alata za rezanje trebala bi nadopunjavati onu izratka. Kod obrade izradaka s slabom toplinskom vodljivošću mora se koristiti rezni alat s visokom toplinskom vodljivošću kako bi se pravodobno odvela toplina rezanja i održala dimenzijska točnost i alata i obratka.
Različiti materijali alata za rezanje poredani su silaznim redoslijedom otpornosti na toplinu: kubični bor nitrid, keramika, cementni karbid na bazi-titanovog karbida, ultrafino{2}}zrnati cementni karbid na bazi WC-na bazi, dijamant i HSS; prema padajućem redoslijedu toplinske vodljivosti: PCD, kubični borov nitrid, cementni karbid na bazi WC-, cementni karbid na bazi titanijevog karbida-, HSS, Si3N4-keramika i Al2O3-keramika; prema silaznom redoslijedu koeficijenta toplinskog širenja: HSS, cementni karbid na bazi WC-, cementni karbid na bazi titanijevog karbida-, keramika na bazi Al2O3, PCBN, keramika na bazi Si3N4 i PCD; i prema silaznom redoslijedu otpornosti na toplinske udare: HSS, cementni karbid na bazi WC-a, keramika na bazi Si3N4, kubični borov nitrid, PCD, cementni karbid na bazi titanijevog karbida i keramika na bazi Al2O3.
Usklađivanje kemijskih svojstava između materijala alata i obratka.
Kemijska svojstva uključuju imaju li alat i izradak kemijski afinitet, sposobnost podvrgavanja kemijskim reakcijama i pojave kao što su difuzija i otapanje. Ako dođe do ovih pojava, to ukazuje na neusklađenost između alata i materijala.
Različiti materijali alata raspoređeni su silaznim redoslijedom prema njihovoj anti{0}}temperaturi prianjanja s čelikom: kubični borov nitrid, keramika, cementni karbid i HSS; u silaznom redoslijedu njihove temperature otpornosti na oksidaciju: keramika, kubični borov nitrid, cementni karbid, dijamant i HSS; prema silaznom redoslijedu intenziteta difuzije na čelik: dijamant, keramika na bazi Si3N4, kubični borov nitrid i keramika na bazi Al2O3; i prema silaznom redoslijedu intenziteta difuzije na titan: keramika na bazi Al2O3, kubični bor nitrid, SiC, Si3N4 i dijamant.