המדריך השלם לעיבוד שבבי: חומרים נפוצים ותנאי עיבוד

עיבוד שבבי הוא תחום מרכזי בתעשייה, הכולל חיתוך, חריטה  וכרסום של חומרים שונים. לכל חומר יש תכונות מכניות, תרמיות וכימיות המשפיעות על תנאי העיבוד שלו, ולכן יש לבחור את כלי החיתוך, הקירור והמהירות המתאימים לכל חומר. במאמר זה נסקור את החומרים הנפוצים ביותר ותנאי העיבוד האופטימליים שלהם.

1. פלדות (Steels)

פלדות פחמניות (Carbon Steels)

• דוגמאות: 1045, 1018, 4140
• קשיות: 150–300 HB
• מהירות חיתוך: 80–180 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: קרבידים (Carbide), HSS (פלדה מהירה)
• קירור: שמן חיתוך או אמולסיה

פלדות אל-חלד (Stainless Steels)

• דוגמאות: 304, 316, 420, 17-4PH
• קשיות: 180–450 HB
• מהירות חיתוך: 50–150 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: קרבידים עם ציפוי TiAlN או CVD
• קירור: חובה – אמולסיה בלחץ גבוה או קירור מינימלי (MQL)

פלדות כלים (Tool Steels)

• דוגמאות: D2, H13, M2
• קשיות: 200–750 HB (תלוי בחיסום)
• מהירות חיתוך: 20–100 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: קרבידים עם ציפויים מיוחדים, CBN לעיבוד מוקשה
• קירור: שמן חיתוך או קירור מינימלי

2. אלומיניום ותרכובותיו (Aluminum Alloys)

• דוגמאות: 6061, 7075, 2024
• קשיות: 40–150 HB
• מהירות חיתוך: 200–1000 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: קרבידים עם ציפוי DLC או PCD
• קירור: לא חובה, ניתן להשתמש באוויר דחוס או שמן מינימלי

3. טיטניום וסגסוגותיו (Titanium Alloys)

• דוגמאות: Ti-6Al-4V
• קשיות: 300–400 HB
• מהירות חיתוך: 30–120 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: קרבידים עם ציפוי AlTiN או CVD
• קירור: חובה – אמולסיה בלחץ גבוה

4. נחושת וסגסוגותיה (Copper & Brass)

• דוגמאות: C110 (נחושת טהורה), C360 (פליז)
• קשיות: 50–180 HB
• מהירות חיתוך: 200–500 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: קרבידים, PCD
• קירור: קירור מינימלי או שמן חיתוך

5. חומרים מרוכבים (Composites)

• דוגמאות: CFRP (סיבי פחמן), GFRP (סיבי זכוכית)
• קשיות: משתנה לפי המבנה
• מהירות חיתוך: 50–400 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: PCD או CVD Diamond
• קירור: יבש או עם אוויר דחוס

6. חומרים קשים (Hard Materials)

קרמיקה (Ceramics)

• דוגמאות: ZrO₂, Al₂O₃
• מהירות חיתוך: 100–500 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: CBN, PCD
• קירור: יבש

חומרים מוקשים (Hardened Steels)

• דוגמאות: פלדות מחוסמות 55–65 HRC
• מהירות חיתוך: 50–150 m/min
• כלי חיתוך מומלצים: CBN, קרביד עם ציפוי TiAlN
• קירור: מינימלי

סיכום

בחירת החומר המתאים ותנאי העיבוד הנכונים היא קריטית להצלחת תהליך הייצור. שימוש נכון במהירויות חיתוך, סוגי כלי חיתוך ושיטות קירור יסייעו בשיפור הדיוק, הארכת חיי הכלים והפחתת עלויות הייצור. הבנת התכונות הייחודיות של כל חומר מאפשרת לתכנן את תהליך העיבוד בצורה מיטבית ולהשיג תוצאות איכותיות ומדויקות.