Odabir pravog materijala alata na osnovu vrste obrade i materijala obratka, osiguravajući podudarnost između alata i materijala izratka, opšte je poznato u mašinskoj industriji. Međutim, tačni uslovi potrebni za ovo podudaranje nisu univerzalno shvaćeni. U nastavku ćemo razgovarati o tome kako materijali alata i obradaka postižu podudaranje u smislu mehaničkih, fizičkih i kemijskih svojstava.
Usklađivanje mehaničkih svojstava alata i materijala izratka
Mehanička svojstva prvenstveno uključuju projektovanje parametara kao što su čvrstoća, žilavost i tvrdoća za alat i radni komad. Različiti materijali alata su raspoređeni u opadajućem redoslijedu prema čvrstoći na savijanje: brzorezni čelik, alati od cementnog karbida, keramički alati, dijamantski i kubni alati od bor nitrida; u opadajućem redoslijedu žilavosti: brzorezni čelik, cementni karbid, kubni bor nitrid, dijamantski i keramički alati; i u opadajućem redoslijedu tvrdoće: dijamantski alati, kubni alati od bor nitrida, keramički alati, cementni karbid i brzorezni čelik.
Razlike u mehaničkim svojstvima omogućavaju alatima da se prilagode potrebama obrade različitih materijala izradaka. Tvrdoća reznog alata mora biti veća od tvrdoće radnog komada koji obrađuje. Stoga, materijali za izradbu visoke{2}}tvrdoće zahtijevaju rezne alate još veće tvrdoće. Općenito, što je veća tvrdoća materijala reznog alata, to je bolja njegova otpornost na habanje, ali će to utjecati na snagu i žilavost. Alati visoke -tvrdoće i visoke -habanje-otpornosti se uglavnom koriste za grubu obradu, dok se oni sa nešto nižom tvrdoćom uglavnom koriste za završnu obradu.
Štaviše, rezni alati sa odličnim mehaničkim svojstvima na visokim{0}}temperaturama su odličan izbor za-brzine rezanja. Na primjer, keramički alati za rezanje posjeduju gore navedene prednosti i mogu rezati vrlo velikim brzinama. Njihove dozvoljene brzine rezanja mogu biti 2 do 10 puta veće od onih kod karbidnih reznih alata.
Usklađivanje fizičkih svojstava materijala reznog alata i radnog komada Fizička svojstva o kojima se ovdje govori uglavnom uključuju parametre kao što su toplinska provodljivost materijala, tačka topljenja i koeficijent toplinskog širenja. Toplotna provodljivost reznog alata treba da dopuni provodljivost radnog komada. Prilikom obrade radnih predmeta sa slabom toplotnom provodljivošću, potrebno je koristiti rezni alat visoke toplotne provodljivosti kako bi se toplota rezanja na vreme odvela i održala tačnost dimenzija i alata i radnog komada.
Različiti materijali reznog alata su raspoređeni u opadajućem redoslijedu otpornosti na toplinu: kubni bor-nitrid, keramika, cementni karbid na bazi titanijum karbida-cementirani karbid na bazi WC- ultrafino-zrnati cementni karbid, dijamant i HSS; u opadajućem redoslijedu toplinske provodljivosti: PCD, kubni bor nitrid, WC-cementirani karbid, titanijum karbid-cementirani karbid, HSS, keramika na bazi Si3N4- i keramika na bazi Al2O3{10}}; u opadajućem redoslijedu koeficijenta toplinskog širenja: HSS, WC{15}}cementirani karbid, titanijum karbid-cementirani karbid, keramika na bazi Al2O3, PCBN, keramika na bazi Si3N4 i PCD; i u opadajućem redosledu otpornosti na termički udar: HSS, cementni karbid na bazi WC, keramika na bazi Si3N4, kubni bor nitrid, PCD, cementni karbid na bazi titanijum karbida i keramika na bazi Al2O3.
Usklađivanje hemijskih svojstava između materijala alata i radnih komada.
Hemijska svojstva uključuju da li alat i radni komad imaju hemijski afinitet, sposobnost podvrgavanja hemijskim reakcijama i pojave kao što su difuzija i otapanje. Ako se ovi fenomeni pojave, to ukazuje na neusklađenost između alata i materijala.
Različiti materijali alata su raspoređeni u opadajućem redoslijedu u odnosu na njihovu temperaturu protiv adhezije sa čelikom: kubni bor nitrid, keramika, cementni karbid i HSS; u opadajućem redosledu njihove temperature otpornosti na oksidaciju: keramika, kubni bor nitrid, cementni karbid, dijamant i HSS; u opadajućem redoslijedu intenziteta difuzije na čelik: dijamant, keramika na bazi Si3N4, kubni bor nitrid i keramika na bazi Al2O3; i u opadajućem redosledu intenziteta difuzije do titanijuma: keramika na bazi Al2O3, kubni bor nitrid, SiC, Si3N4 i dijamant.