Благодаря разработке современной науки и техники все больше и больше инженерных материалов с высокой твердостью используются, в то время как традиционная технология поворота не является компетентной или не может достичь обработки некоторых высоких материалов твердости вообще. Карбид с покрытием, керамика, PCBN и другие материалы для инструментов SuperHard имеют высокую высокую температуру, износостойкость и термохимическую стабильность, которые обеспечивают наиболее основную предпосылку для резки материалов с высокой твердостью и достигли значительных преимуществ в производстве. Материал, используемый инструментом Superhard, его структура инструментов и геометрические параметры, являются основными элементами для реализации жесткого поворота. Поэтому, как выбрать материал инструмента Superhard и разработать разумную структуру инструмента и геометрические параметры, имеет решающее значение для достижения стабильного жесткого поворота!
(1) с покрытым цементированным карбидом
Нанесите один или несколько слоев олова, тикна, тиана и Al3O2 с хорошей износостойкой на цементированных карбидах с хорошей вязкостью, а толщина покрытия составляет 2-18 мкм. Покрытие обычно имеет гораздо более низкую теплопроводность, чем инструмент подложка и материал заготовки, который ослабляет тепловой эффект подложки инструмента; С другой стороны, это может эффективно улучшить трение и адгезию в процессе резки и уменьшить генерацию резки тепла.
Хотя PVD -покрытие показывает много преимуществ, некоторые покрытия, такие как AL2O3 и Diamond, имеют тенденцию принять технологию покрытия CVD. AL2O3 - это своего рода покрытие с сильной термостойкостью и устойчивостью к окислению, которое может отделить тепло, генерируемое резкой от конкретного инструмента. Технология покрытия CVD может также интегрировать преимущества различных покрытий для достижения наилучшего эффекта резки и удовлетворения потребностей резки.
По сравнению с цементированными карбидными инструментами, инструменты с карманом с цементированным покрытием значительно улучшили прочность, твердость и стойкость к износу. При повороте заготовки с твердостью HRC45 ~ 55, недорогой цементированный карбид с низким покрытием может реализовать высокоскоростный поворот. В последние годы некоторые производители улучшили производительность инструментов с покрытием за счет улучшения материалов для покрытия и других методов. Например, некоторые производители в Соединенных Штатах и Японии используют швейцарские аттин -материалы и новую покрытие запатентованной технологии для производства покрытых лезвий с твердостью, до HV4500 ~ 4900, что может сократить HRC47 ~ 58 Die Steel со скоростью 498,56 м/мин. Когда температура поворота до 1500 ~ 1600 ° C, твердость все еще не уменьшается и не окисляется. Срок службы лезвия в четыре раза больше, чем у лезвия с общим покрытием, в то время как стоимость составляет всего 30%, а адгезия хороша.
(2) Керамический
Благодаря постоянному улучшению его состава, структуры и насущного процесса, особенно разработки нанотехнологий, материалы керамического инструмента позволяют укрепить керамические инструменты. В ближайшем будущем керамика может вызвать третью революцию в резке после скоростной стали и цементированного карбида. Керамические инструменты имеют преимущества высокой твердости (HRA91 ~ 95), высокой прочности (прочность на изгиб 750 ~ 1000 МПа), хорошую устойчивость к износу, хорошую химическую стабильность, хорошая стойкость к адгезии, низкий коэффициент трения и низкая цена. Мало того, керамические инструменты также имеют высокую высокую твердость, которая достигает HRA80 при 1200 ° С.
Во время нормальной резки керамический инструмент имеет очень высокую прочность, и его скорость резки может быть в 2 ~ 5 раз выше, чем у цементированного карбида. Это особенно подходит для обработки материалов высокой твердости, отделки и высокоскоростной обработки. Он может разрезать различную закаленную сталь и закаленную чугун с твердостью до HRC65. Обычно используются керамика на основе алюминия, керамика на основе нитридов кремния, Cermets и усаживаемая керамика.
Керамические инструменты на основе глинозема имеют более высокую красную твердость, чем цементированный карбид. Как правило, режущая кромка не будет производить пластическую деформацию в условиях высокоскоростной резки, но его прочность и вязкость очень низкие. Чтобы улучшить его жесткость и воздействие, можно добавить смесь ZRO или TIC и олова. Другим методом является добавление чисто металлических или кремниевых карбида. В дополнение к высокой красной твердости, керамика на основе нитридов кремния также имеет хорошую прочность. По сравнению с керамикой на основе глинозема, ее недостаток заключается в том, что при обработке стали легко производить диффузию высокой температуры, что усугубляет износ инструмента. Керамика на основе нитридов кремния в основном используется для прерывистого поворота и фрезерования серого чугуна.
Cermet-это своего рода материал на основе карбида, в котором TIC является основной твердой фазой (0,5-2 мкМ), они объединены с связующими CO или Ti и похожи на цементированные карбидные инструменты, но они имеют низкое сродство, хорошее трение и хорошее износ. Он может выдержать более высокую температуру резки, чем обычный цементированный карбид, но в нем отсутствует воздействие устойчивости цементированного карбида, вязкость во время тяжелой резки и прочность на низкой скорости и большую подачу.
(3) Кубический нитрид бора (CBN)
CBN уступает только алмазу в твердости и износостойкости и имеет отличную высокую твердость. По сравнению с керамикой, его теплостойкость и химическая стабильность немного плохая, но его ударная сила и антикрашивающие характеристики лучше. Это широко применимо к резке закаленной стали (HRC ≥ 50), жемчужного серого чугуна, охлажденного чугуна и суперсплавы. По сравнению с цементированными карбидными инструментами, его скорость резки может быть увеличена на один порядок.
Инструмент составного поликристаллического кубического нитрида бора (PCBN) с высоким содержанием CBN имеет высокую твердость, хорошую стойкость к износу, высокую прочность на сжатие и крепкость ударов. Его недостатки - плохая тепловая стабильность и низкая химическая инертность. Он подходит для резки теплостойких сплавов, чугунных и спеченных металлов на основе железа. Содержание частиц CBN в инструментах PCBN низкое, а твердость инструментов PCBN с использованием керамики в качестве связующего низкой, но оно компенсирует плохую тепловую стабильность и низкую химическую инерцию первого материала и подходит для резки закаленной стали.
При резке серого чугуна и закаленной стали можно выбрать керамический инструмент или инструмент CBN. По этой причине следует провести анализ качества затрат и обработки качества, чтобы определить, какой из них выбрать. Когда твердость резка ниже, чем HRC60 и небольшая скорость подачи, керамический инструмент является лучшим выбором. Инструменты PCBN подходят для разрезания заготовки с твердостью выше, чем HRC60, особенно для автоматической обработки и высокой обработки. Кроме того, остаточное напряжение на поверхности заготовки после резки инструментом PCBN также является относительно стабильным, чем с помощью керамического инструмента при условии того же износа на флангах.
При использовании инструмента PCBN для высушивания затвердевшей стали также следует соблюдать следующие принципы: выберите большую глубину резки, насколько это возможно, при условии, что жесткость машинного инструмента, так что тепло, генерируемое в области резания, может смягчить металл в передней части края локально, что может эффективно уменьшить износ инструмента PCBN. Кроме того, при использовании небольшой глубины резки следует также считать, что плохая теплопроводность инструмента PCBN может привести к слишком поздному тепло в зоне резания, а область сдвига также может привести к очевидному эффекту смягчения металлов, уменьшить износ режущего края.
2. Структура лезвия и геометрические параметры инструментов Superhard
Разумное определение формы и геометрических параметров инструмента очень важно, чтобы дать полную игру для эффективности резки инструмента. С точки зрения прочности инструмента, прочность наконечника инструмента различных форм лезвия от высокого до низкого уровня: круглый, 100 ° алмаза, квадратный, 80 ° алмаз, треугольник, 55 ° алмаза, 35 ° алмаза. После выбора материала лезвия должна быть выбрана форма лезвия с самой высокой прочностью. Жесткие поворотные лезвия также должны быть выбраны как можно большим, а грубая обработка должна быть выполнена с помощью круглых и больших лезвий с радиусом дуги. Радиус дуги наконечника составляет около 0,8 при завершении μ около m.
Завершенные стальные чипсы представляют собой красные и мягкие ленты, с большой хрупкостью, легко ломаются и не связывают. Завершенная стальная поверхность режущей работы имеет высокое качество и, как правило, не производит накопление чипа, но сила резки велика, особенно радиальная сила резки больше, чем основная сила резки. Следовательно, инструмент должен использовать отрицательный передний угол (GO ≥ - 5 °) и большой задний угол (AO = 10 ° ~ 15 °). Основной угол отклонения зависит от жесткости машинного инструмента, как правило, 45 ° ~ 60 °, чтобы уменьшить болтовню заготовки и инструмента.
Время публикации: 24-2023 февраля