Hea hobune vajab head sadulat ja kasutab täiustatud CNC-töötlusseadmeid. Kui kasutatakse valesid tööriistu, on see kasutu! Sobiva tööriistamaterjali valimine mõjutab oluliselt tööriista kasutusiga, töötlemise efektiivsust, töötlemise kvaliteeti ja töötlemiskulusid. See artikkel annab kasulikku teavet noaalaste teadmiste kohta, koguge need kokku ja edastage, õpime koos.
Tööriistamaterjalidel peavad olema põhiomadused
Tööriistamaterjalide valikul on suur mõju tööriista elueale, töötlemise efektiivsusele, töötlemise kvaliteedile ja töötlemise maksumusele. Tööriistad peavad lõikamisel taluma kõrget survet, kõrget temperatuuri, hõõrdumist, lööki ja vibratsiooni. Seetõttu peaksid tööriistamaterjalidel olema järgmised põhiomadused:
(1) Kõvadus ja kulumiskindlus. Tööriista materjali kõvadus peab olema suurem kui tooriku materjali kõvadus, mis üldjuhul peab olema üle 60 HRC. Mida kõrgem on tööriista materjali kõvadus, seda parem on selle kulumiskindlus.
(2) Tugevus ja sitkus. Tööriistamaterjalidel peab olema kõrge tugevus ja sitkus, et taluda lõikejõude, lööke ja vibratsiooni ning vältida tööriista rabedat purunemist ja lõhenemist.
(3) Kuumakindlus. Tööriista materjalil on hea kuumakindlus, see talub kõrgeid lõiketemperatuure ja hea oksüdatsioonikindlus.
(4) Protsessi jõudlus ja ökonoomsus. Tööriistamaterjalidel peaks olema hea sepistamisjõudlus, kuumtöötlemise jõudlus, keevitusvõime; lihvimistõhusus jne ning peaks püüdlema kõrge jõudluse ja hinna suhte poole.
Tööriistamaterjalide tüübid, omadused, omadused ja rakendused
1. Teemanttööriistade materjalid
Teemant on süsiniku allotroop ja kõige kõvem materjal looduses. Teemantlõikuriistadel on kõrge kõvadus, kõrge kulumiskindlus ja kõrge soojusjuhtivus ning neid kasutatakse laialdaselt värviliste metallide ja mittemetalliliste materjalide töötlemisel. Eriti alumiiniumi ja räni-alumiiniumisulamite kiirlõikamisel on teemanttööriistad peamised lõikeriistad, mida on raske asendada. Teemanttööriistad, mis võivad saavutada kõrge efektiivsuse, kõrge stabiilsuse ja pika kasutusea, on kaasaegses CNC-töötluses asendamatud ja olulised tööriistad.
⑴ Teemanttööriistade tüübid
① Looduslikud teemanttööriistad: looduslikke teemante on lõiketööriistadena kasutatud sadu aastaid. Looduslikest monokristallidest teemanttööriistad on peeneks lihvitud, et muuta lõikeserv eriti teravaks. Lõikeserva raadius võib ulatuda 0,002 μm-ni, mis võimaldab saavutada üliõhukese lõikamise. See suudab töödelda tooriku ülimalt suurt täpsust ja äärmiselt madalat pinnakaredust. See on tunnustatud, ideaalne ja asendamatu ülitäpne töötlustööriist.
② PCD teemantlõiketööriistad: looduslikud teemandid on kallid. Lõikamisel enim kasutatav teemant on polükristalliline teemant (PCD). Alates 1970. aastate algusest on välja töötatud polükristallilist teemanti (Polycrystauine teemant, edaspidi PCD labad), mis on valmistatud kõrgtemperatuurse ja kõrgsurve sünteesitehnoloogia abil. Pärast selle edu saavutamist on looduslikud teemantlõikurid mitmel korral asendatud kunstliku polükristallilise teemandiga. PCD toorained on allikate poolest rikkad ja nende hind on vaid mõni kuni kümnendik loodusliku teemandi omast. PCD lõiketööriistu ei saa lihvida üliteravate lõiketööriistade saamiseks. Lõikeserva ja töödeldud tooriku pinnakvaliteet ei ole nii hea kui looduslikul teemandil. Tööstuses ei ole veel mugav toota kiibimurdjatega PCD-terasid. Seetõttu saab PCD-d kasutada ainult värviliste metallide ja mittemetallide täppislõikamiseks ning ülikõrge täpsusega lõikamist on raske saavutada. Täpne peegli lõikamine.
③ CVD teemantlõiketööriistad: alates 1970. aastate lõpust kuni 1980. aastate alguseni ilmus Jaapanis CVD teemanttehnoloogia. CVD teemant viitab keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) kasutamisele teemantkile sünteesimiseks heterogeensel maatriksil (nagu tsementkarbiid, keraamika jne). CVD teemandil on täpselt sama struktuur ja omadused kui looduslikul teemandil. CVD teemandi jõudlus on väga lähedane loodusliku teemandi omale. Sellel on loodusliku monokristallteemandi ja polükristallilise teemandi (PCD) eelised ning see ületab teatud määral nende puudused.
⑵ Teemanttööriistade jõudlusnäitajad
① Äärmiselt kõrge kõvadus ja kulumiskindlus: looduslik teemant on kõige kõvem aine, mida looduses leidub. Teemant on äärmiselt kõrge kulumiskindlusega. Kõrge kõvadusega materjalide töötlemisel on teemanttööriistade eluiga 10–100 korda pikem kui karbiidtööriistadel või isegi sadu kordi.
② Sellel on väga madal hõõrdetegur: teemandi ja mõne värvilise metalli vaheline hõõrdetegur on madalam kui teistel lõikeriistadel. Hõõrdetegur on madal, deformatsioon töötlemise ajal on väike ja lõikejõudu saab vähendada.
③ Lõikeserv on väga terav: teemanttööriista lõikeserva saab lihvida väga teravalt. Looduslik monokristall-teemanttööriist võib olla kuni 0,002–0,008 μm, mis suudab läbi viia üliõhukese lõikamise ja ülitäpse töötlemise.
④ Kõrge soojusjuhtivus: teemandil on kõrge soojusjuhtivus ja soojuse hajuvus, nii et lõikesoojus hajub kergesti ja tööriista lõikeosa temperatuur on madal.
⑤ Sellel on madalam soojuspaisumise koefitsient: teemandi soojuspaisumise koefitsient on mitu korda väiksem kui tsementeeritud karbiidil ja lõikesoojuse põhjustatud tööriista suuruse muutus on väga väike, mis on eriti oluline täppis- ja ülitäpse töötlemise jaoks. nõuab suurt mõõtmete täpsust.
⑶ Teemanttööriistade kasutamine
Teemanttööriistu kasutatakse enamasti mitteraudmetallide ja mittemetalliliste materjalide peeneks lõikamiseks ja puurimiseks suurel kiirusel. Sobib erinevate kulumiskindlate mittemetallide, nt klaaskiust pulbermetallurgia toorikute, keraamiliste materjalide jms töötlemiseks; mitmesugused kulumiskindlad värvilised metallid, näiteks mitmesugused räni-alumiiniumi sulamid; ja erinevate värviliste metallide viimistlemine.
Teemanttööriistade puuduseks on nende halb termiline stabiilsus. Kui lõiketemperatuur ületab 700–800 ℃, kaotavad need täielikult oma kõvaduse. Lisaks ei sobi need mustmetallide lõikamiseks, kuna teemant (süsinik) reageerib kõrgel temperatuuril kergesti rauaga. Aatomi toime muudab süsinikuaatomid grafiitstruktuuriks ja tööriist on kergesti kahjustatav.
2. Kuubikujuline boornitriidi tööriista materjal
Kuubiline boornitriid (CBN), teine ülikõva materjal, mis on sünteesitud teemanditootmise sarnasel meetodil, on kõvaduse ja soojusjuhtivuse poolest teemandi järel teisel kohal. Sellel on suurepärane termiline stabiilsus ja seda saab kuumutada atmosfääris temperatuurini 10 000 C. Oksüdatsiooni ei toimu. CBN-il on mustmetallide jaoks äärmiselt stabiilsed keemilised omadused ja seda saab laialdaselt kasutada terasetoodete töötlemisel.
⑴ Kuupmeetri boornitriidi lõikeriistade tüübid
Kuubiline boornitriid (CBN) on aine, mida looduses ei eksisteeri. See jaguneb monokristalliliseks ja polükristalliliseks, nimelt CBN-i monokristalliks ja polükristalliline kuubikboornitriid (polükristalliline kuubikbornitriid, lühendatult PCBN). CBN on üks boornitriidi (BN) allotroopidest ja selle struktuur sarnaneb teemandiga.
PCBN (polükristalliline kuubikboornitriid) on polükristalliline materjal, milles peened CBN-materjalid paagutatakse kokku sidumisfaaside (TiC, TiN, Al, Ti jne) kaudu kõrgel temperatuuril ja rõhul. Praegu on see kunstlikult sünteesitud materjalist kõige raskem. Teemanttööriista materjali koos teemandiga nimetatakse ühiselt ülikõvaks tööriistamaterjaliks. PCBN-i kasutatakse peamiselt nugade või muude tööriistade valmistamiseks.
PCBN lõikeriistad võib jagada tahketeks PCBN teradeks ja karbiidiga paagutatud PCBN komposiitteradeks.
PCBN-i komposiitterad valmistatakse 0,5–1,0 mm paksuse PCBN-kihi paagutamisel hea tugevuse ja sitkusega tsementeeritud karbiidile. Selle jõudlus ühendab hea sitkuse kõrge kõvaduse ja kulumiskindlusega. See lahendab CBN-terade madala paindetugevuse ja keerulise keevitamise probleemid.
⑵ Kuubiku boornitriidi peamised omadused ja omadused
Kuigi kuubiku boornitriidi kõvadus on veidi madalam kui teemandil, on see palju kõrgem kui teistel kõrge kõvadusega materjalidel. CBN-i silmapaistev eelis on see, et selle termiline stabiilsus on palju kõrgem kui teemandil, saavutades temperatuuri üle 1200 °C (teemant on 700–800 °C). Veel üks silmapaistev eelis on see, et see on keemiliselt inertne ja ei reageeri rauaga temperatuuril 1200-1300 °C. reaktsioon. Kuubilise boornitriidi peamised jõudlusnäitajad on järgmised.
① Kõrge kõvadus ja kulumiskindlus: CBN kristallstruktuur sarnaneb teemandiga ning sellel on teemandiga sarnane kõvadus ja tugevus. PCBN sobib eriti hästi kõrge kõvadusega materjalide töötlemiseks, mida sai enne lihvida ja millega saab töödeldava detaili parema pinnakvaliteedi.
② Kõrge termiline stabiilsus: CBN-i kuumakindlus võib ulatuda 1400–1500 ℃, mis on peaaegu 1 korda kõrgem kui teemandi kuumuskindlus (700–800 ℃). PCBN-tööriistad suudavad lõigata kõrge temperatuuriga sulameid ja karastatud terast suurel kiirusel, mis on 3–5 korda suurem kui karbiidtööriistad.
③ Suurepärane keemiline stabiilsus: sellel puudub keemiline koostoime rauapõhiste materjalidega temperatuuril kuni 1200–1300 °C ja see ei kulu nii järsult kui teemant. Sel ajal suudab see siiski säilitada tsementeeritud karbiidi kõvadust; PCBN-tööriistad sobivad karastatud terasest osade ja jahutatud malmi lõikamiseks, neid saab laialdaselt kasutada malmi kiirel lõikamisel.
④ Hea soojusjuhtivus: kuigi CBN-i soojusjuhtivus ei suuda teemandiga sammu pidada, on PCBN-i soojusjuhtivus erinevate tööriistamaterjalide seas teemandi järel teisel kohal ja palju kõrgem kui kiirterasel ja tsementeeritud karbiidil.
⑤ Sellel on madalam hõõrdetegur: madal hõõrdetegur võib põhjustada lõikejõu vähenemist lõikamise ajal, lõiketemperatuuri langust ja töödeldud pinna kvaliteedi paranemist.
⑶ Kuubikute boornitriidi lõikeriistade kasutamine
Kuubiline boornitriid sobib erinevate raskesti lõigatavate materjalide viimistlemiseks, nagu karastatud teras, kõva malm, kõrgtemperatuursed sulamid, tsementeeritud karbiid ja pinnapihustusmaterjalid. Töötlemise täpsus võib ulatuda IT5-ni (auk on IT6) ja pinna kareduse väärtus võib olla nii väike kui Ra1,25–0,20 μm.
Kuubikujulise boornitriidtööriista materjalil on halb sitkus ja paindetugevus. Seetõttu ei sobi kuupmeetri boornitriidi treitööriistad töötlemata töötlemiseks madalatel kiirustel ja suurel löögikoormusel; samas ei sobi need suure plastilisusega materjalide (nagu alumiiniumisulamid, vasesulamid, niklipõhised sulamid, suure plastilisusega terased jne) lõikamiseks, kuna nende lõikamisel tekivad töötamisel tõsised kogunenud servad. metalliga, kahjustades töödeldud pinda.
3. keraamilised tööriistamaterjalid
Keraamilistel lõikeriistadel on kõrge kõvadus, hea kulumiskindlus, suurepärane kuumakindlus ja keemiline stabiilsus ning neid ei ole lihtne metalliga siduda. Keraamilised tööriistad mängivad CNC-töötluses väga olulist rolli. Keraamilised tööriistad on muutunud üheks peamiseks tööriistaks raskesti töödeldavate materjalide kiireks lõikamiseks ja töötlemiseks. Keraamilisi lõiketööriistu kasutatakse laialdaselt kiirlõikamisel, kuivlõikamisel, kõvalõikamisel ja raskesti töödeldavate materjalide lõikamisel. Keraamilised tööriistad suudavad tõhusalt töödelda kõrge kõvadusega materjale, mida traditsioonilised tööriistad üldse töödelda ei saa, mõistes "lihvimise asemel treimist"; keraamiliste tööriistade optimaalne lõikekiirus võib olla 2 kuni 10 korda suurem kui karbiidtööriistadel, parandades seega oluliselt lõikamise tootmise efektiivsust. ; Peamised keraamiliste tööriistamaterjalide toorained on maapõues kõige rohkem leiduvad elemendid. Seetõttu on keraamiliste tööriistade propageerimine ja rakendamine suure tähtsusega tootlikkuse parandamisel, töötlemiskulude vähendamisel ja strateegiliste väärismetallide säästmisel. Samuti soodustab see oluliselt lõikamistehnoloogia arengut. edusamme.
⑴ Keraamiliste tööriistamaterjalide tüübid
Keraamiliste tööriistade materjalitüübid võib üldiselt jagada kolme kategooriasse: alumiiniumoksiidil põhinev keraamika, räninitriidil põhinev keraamika ja räninitriidi-alumiiniumoksiidil põhinev komposiitkeraamika. Nende hulgas on enim kasutatud alumiiniumoksiidil ja räni nitriidil põhinevaid keraamilisi tööriistamaterjale. Räninitriidil põhineva keraamika jõudlus on parem kui alumiiniumoksiidil põhineva keraamika oma.
⑵ Keraamiliste lõikeriistade jõudlus ja omadused
① Kõrge kõvadus ja hea kulumiskindlus: kuigi keraamiliste lõikeriistade kõvadus ei ole nii kõrge kui PCD ja PCBN, on see palju kõrgem kui karbiidist ja kiirterasest lõikeriistadel, ulatudes 93-95HRA-ni. Keraamiliste lõiketööriistadega saab töödelda suure kõvadusega materjale, mida on raske traditsiooniliste lõiketööriistadega töödelda ning mis sobivad kiireks ja kõvaks lõikamiseks.
② Kõrge temperatuuritaluvus ja hea kuumakindlus: keraamilised lõiketööriistad võivad siiski lõigata kõrgel temperatuuril üle 1200 °C. Keraamilistel lõikeriistadel on head mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril. A12O3 keraamilised lõiketööriistad on eriti hea oksüdatsioonikindlusega. Isegi kui lõikeserv on kuumas olekus, saab seda pidevalt kasutada. Seetõttu on keraamiliste tööriistadega võimalik saavutada kuivlõikamine, välistades seega vajaduse lõikevedeliku järele.
③ Hea keemiline stabiilsus: keraamilisi lõiketööriistu ei ole lihtne metalliga siduda, need on korrosioonikindlad ja hea keemilise stabiilsusega, mis võib vähendada lõikeriistade liimimise kulumist.
④ Madal hõõrdetegur: keraamiliste tööriistade ja metalli vaheline afiinsus on väike ja hõõrdetegur on madal, mis võib vähendada lõikejõudu ja lõiketemperatuuri.
⑶ Keraamilistel nugadel on rakendusi
Keraamika on üks tööriistamaterjale, mida kasutatakse peamiselt kiireks viimistlemiseks ja poolviimistluseks. Keraamilised lõiketööriistad sobivad erinevate malmide (hallmalm, kõrgtugev malm, tempermalm, jahutatud malm, kõrge legeeritud kulumiskindel malm) ja terasmaterjalide (süsinikkonstruktsiooniteras, legeeritud konstruktsiooniteras, kõrgtugev teras, kõrge mangaanisisaldusega teras, karastatud teras jne), saab kasutada ka vasesulamite, grafiidi, tehniliste plastide ja komposiitmaterjalide lõikamiseks.
Keraamiliste lõiketööriistade materjaliomaduste probleemiks on madal paindetugevus ja nõrk löögikindlus, mistõttu need ei sobi lõikamiseks madalatel kiirustel ja löögikoormuse all.
4. Kaetud tööriistamaterjalid
Lõiketööriistade katmine on üks olulisi viise tööriista jõudluse parandamiseks. Kaetud tööriistade ilmumine on toonud kaasa suure läbimurde lõiketööriistade lõikevõimes. Kaetud tööriistad on kaetud ühe või mitme kihiga tulekindlate ühenditega, millel on hea kulumiskindlus ja hea sitkusega tööriista korpus. See ühendab tööriistamaatriksi kõva kattega, parandades seeläbi oluliselt tööriista jõudlust. Kaetud tööriistad võivad parandada töötlemise tõhusust, parandada töötlemise täpsust, pikendada tööriista kasutusiga ja vähendada töötlemiskulusid.
Umbes 80% uutes CNC-tööpinkides kasutatavatest lõiketööriistadest kasutavad kaetud tööriistu. Kaetud tööriistad on tulevikus CNC-töötluse valdkonnas kõige olulisem tööriistavalik.
⑴ Kaetud tööriistade tüübid
Erinevate katmismeetodite järgi võib kaetud tööriistad jagada keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) kaetud tööriistadeks ja füüsikalise aurustamise-sadestamise (PVD) kaetud tööriistadeks. Kaetud karbiidist lõiketööriistad kasutavad tavaliselt keemilist aurustamise-sadestamise meetodit ja sadestamise temperatuur on umbes 1000 °C. Kaetud kiirterasest lõikeriistad kasutavad tavaliselt füüsilist aurustamise-sadestamise meetodit ja sadestamise temperatuur on umbes 500 °C;
Vastavalt kaetud tööriistade erinevatele alusmaterjalidele võib kaetud tööriistad jagada karbiidkattega tööriistadeks, kiirterasest kaetud tööriistadeks ning keraamika ja ülikõvade materjalide (teemant- ja kuupboornitriid) kaetud tööriistadeks.
Kattematerjali omaduste järgi võib kaetud tööriistad jagada kahte kategooriasse, nimelt kõvakattega tööriistad ja pehme kattega tööriistad. Kõvakattega tööriistade peamised eesmärgid on kõrge kõvadus ja kulumiskindlus. Selle peamised eelised on kõrge kõvadus ja hea kulumiskindlus, tavaliselt TiC- ja TiN-katted. Pehmete kattetööriistade eesmärk on madal hõõrdetegur, mida tuntakse ka isemäärivate tööriistadena, mis hõõrduvad töödeldava detaili materjaliga. Koefitsient on väga madal, ainult umbes 0,1, mis võib vähendada haardumist, hõõrdumist ja lõikamist. jõud ja lõiketemperatuur.
Hiljuti on välja töötatud Nanocoating (Nanoeoating) lõikeriistad. Sellistes kaetud tööriistades saab kasutada erinevaid kattematerjalide kombinatsioone (nagu metall/metall, metall/keraamika, keraamika/keraamika jne), et täita erinevaid funktsionaalseid ja jõudlusnõudeid. Õigesti kujundatud nanokatted võivad muuta tööriistamaterjalidel suurepärased hõõrdumist vähendavad ja kulumisvastased funktsioonid ning isemäärduvad omadused, mistõttu need sobivad kiireks kuivlõikamiseks.
⑵ Kaetud lõikeriistade omadused
① Hea mehaaniline ja lõikejõudlus: kaetud tööriistad ühendavad põhimaterjali ja kattematerjali suurepärased omadused. Need mitte ainult ei säilita alusmaterjali head sitkust ja suurt tugevust, vaid neil on ka kõrge kõvadus, kõrge kulumiskindlus ja madal hõõrdetegur. Seetõttu saab kaetud tööriistade lõikekiirust suurendada rohkem kui 2 korda kui katmata tööriistade lõikekiirust ning lubatud on suuremad ettenihked. Samuti paraneb kaetud tööriistade eluiga.
② Tugev mitmekülgsus: kaetud tööriistad on mitmekülgsed ja laiendavad oluliselt töötlemisvahemikku. Üks kaetud tööriist võib asendada mitut katmata tööriista.
③ Katte paksus: katte paksuse suurenedes pikeneb ka tööriista kasutusiga, kuid kui katte paksus jõuab küllastumiseni, ei pikene tööriista eluiga enam oluliselt. Kui kate on liiga paks, põhjustab see kergesti koorumist; liiga õhukese katte korral on kulumiskindlus halb.
④ Korduv lihvitavus: kaetud teradel on halb korduv lihvitavus, keerukad katmisseadmed, kõrged protsessinõuded ja pikk katmisaeg.
⑤ Kattematerjal: erinevate kattematerjalidega tööriistadel on erinev lõikejõudlus. Näiteks: madalal kiirusel lõikamisel on TiC-kattel eelised; suurel kiirusel lõikamisel on sobivam TiN.
⑶Kattega lõikeriistade kasutamine
Kaetud tööriistadel on suur potentsiaal CNC-töötluse valdkonnas ja need on tulevikus kõige olulisem tööriistavalik CNC-töötluse valdkonnas. Kattetehnoloogiat on rakendatud otsafreesidele, hõõritsatele, puuriteradele, komposiitmaterjalist aukude töötlemise tööriistadele, hammasrataste plaatidele, hammasrataste vormimislõikuritele, hammasrataste habemeajamislõikuritele, vormimisavadele ja mitmesugustele masinaga kinnitatavatele indekseeritavatele sisestustele, et täita erinevaid kiire lõiketöötluse nõudeid. Vajadus selliste materjalide nagu teras ja malm, kuumakindlad sulamid ja värvilised metallid.
5. Karbiidist tööriista materjalid
Karbiidist lõikeriistad, eriti indekseeritavad karbiidist lõikeriistad, on CNC-töötlemistööriistade juhtivad tooted. Alates 1980. aastatest on mitmesuguste integreeritud ja indekseeritavate karbiidist lõikeriistade või lõiketerade sorte laiendatud erinevat tüüpi. Erinevad lõikeriistaväljad, kus indekseeritavad kõvametallist tööriistad on laienenud lihtsatest treiriistadest ja pindfreesidest erinevate täppis-, keeruliste ja vormimistööriistade väljadeni.
⑴ Karbiidist lõikeriistade tüübid
Põhilise keemilise koostise järgi võib tsementeeritud karbiidi jagada volframkarbiidil põhinevaks tsementkarbiidiks ja titaansüsi (nitriid) (TiC(N)) põhinevaks tsementkarbiidiks.
Volframkarbiidil põhinev tsementeeritud karbiid sisaldab kolme tüüpi: volframkoobalt (YG), volframkoobalttitaan (YT) ja lisatud haruldane karbiid (YW). Igal neist on oma eelised ja puudused. Peamised komponendid on volframkarbiid (WC) ja titaankarbiid. (TiC), tantaalkarbiid (TaC), nioobiumkarbiid (NbC) jne. Tavaliselt kasutatav metalli sidumise faas on Co.
Titaansüsi (nitriid) põhinev tsementkarbiid on tsementeeritud karbiid, mille põhikomponendiks on TiC (mõned lisavad muid karbiide või nitriide). Tavaliselt kasutatavad metallide sidumisfaasid on Mo ja Ni.
ISO (Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon) jagab lõikava karbiidi kolme kategooriasse:
Klass K, sealhulgas Kl0 ~ K40, on samaväärne minu kodumaa YG klassiga (põhikomponent on WC.Co).
P-kategooria, sealhulgas P01 ~ P50, on samaväärne minu riigi YT-kategooriaga (peamine komponent on WC.TiC.Co).
Klass M, sealhulgas M10-M40, on samaväärne minu riigi YW klassiga (põhikomponent on WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Iga klass esindab mitmeid sulameid, mis ulatuvad suurest kõvadusest kuni maksimaalse sitkuseni numbritega 01 kuni 50.
⑵ Karbiidist lõikeriistade jõudlusnäitajad
① Kõrge kõvadus: Karbiidist lõikeriistad on valmistatud pulbermetallurgia abil kõrge kõvaduse ja sulamistemperatuuriga karbiididest (nimetatakse kõvaks faasiks) ja metallist sideainetest (nn sidumisfaasiks) kõvadusega 89–93 HRA. , palju kõrgem kui kiirteras. Temperatuuril 5400 C võib kõvadus siiski ulatuda 82–87 HRA-ni, mis on sama, mis kiirterase kõvadus toatemperatuuril (83–86 HRA). Tsementeeritud karbiidi kõvadus muutub vastavalt karbiidide olemusele, kogusele, osakeste suurusele ja metalli sidumisfaasi sisaldusele ning üldiselt väheneb sidememetalli faasi sisalduse suurenemisega. Kui sideaine faasi sisaldus on sama, on YT-sulamite kõvadus kõrgem kui YG-sulamitel ja TaC-ga (NbC) lisatud sulamitel on kõrgem kõrgtemperatuuriline kõvadus.
② Paindetugevus ja sitkus: Tavaliselt kasutatava tsementkarbiidi paindetugevus on vahemikus 900 kuni 1500 MPa. Mida suurem on metalli sideaine faasisisaldus, seda suurem on paindetugevus. Kui sideaine sisaldus on sama, on YG tüüpi (WC-Co) sulami tugevus suurem kui YT tüüpi (WC-TiC-Co) sulamil ja TiC sisalduse suurenedes tugevus väheneb. Tsementkarbiid on habras materjal ja selle löögikindlus toatemperatuuril on vaid 1/30 kuni 1/8 kiirterasest.
⑶ Tavaliselt kasutatavate karbiidist lõikeriistade kasutamine
YG sulameid kasutatakse peamiselt malmi, värviliste metallide ja mittemetalliliste materjalide töötlemiseks. Peeneteralisel tsementeeritud karbiidil (nagu YG3X, YG6X) on suurem kõvadus ja kulumiskindlus kui sama koobaltisisaldusega keskmiseteralisel karbiidil. See sobib mõne spetsiaalse kõvamalmi, austeniitse roostevaba terase, kuumakindla sulami, titaanisulami, kõva pronksi ja kulumiskindlate isolatsioonimaterjalide jne töötlemiseks.
YT-tüüpi tsementkarbiidi silmapaistvad eelised on kõrge kõvadus, hea kuumakindlus, kõrgem kõvadus ja survetugevus kõrgetel temperatuuridel kui YG tüüpi ning hea oksüdatsioonikindlus. Seega, kui noal peab olema suurem kuumus- ja kulumiskindlus, tuleks valida kõrgema TiC-sisaldusega mark. YT sulamid sobivad plastmaterjalide, näiteks terase, töötlemiseks, kuid ei sobi titaanisulamite ja räni-alumiiniumisulamite töötlemiseks.
YW sulamil on YG ja YT sulamite omadused ning sellel on head terviklikud omadused. Seda saab kasutada terase, malmi ja värviliste metallide töötlemiseks. Kui seda tüüpi sulami koobaltisisaldust asjakohaselt suurendada, võib tugevus olla väga kõrge ja seda saab kasutada mitmesuguste raskesti töödeldavate materjalide töötlemata töötlemiseks ja katkestatud lõikamiseks.
6. Terasest kiirlõiketööriistad
High Speed Steel (HSS) on kõrglegeeritud tööriistateras, mis lisab rohkem legeerelemente, nagu W, Mo, Cr ja V. Terasest kiirlõikuriistadel on suurepärane terviklik jõudlus tugevuse, sitkuse ja töödeldavuse osas. Keerulistes lõikeriistades, eriti keeruka tera kujuga tööriistades, nagu aukude töötlemise tööriistad, freesid, keermestustööriistad, avamistööriistad, hammasrataste lõikeriistad jne, kasutatakse endiselt kiirterast. hõivata valitsevat seisundit. Terasest kiirnoad on teravate lõikeservade saamiseks kerge teritada.
Vastavalt erinevatele kasutusaladele võib kiirterase jagada üldotstarbeliseks kiirteraseks ja suure jõudlusega kiirteraseks.
⑴ Üldotstarbelised kiirterasest lõikeriistad
Üldotstarbeline kiirteras. Üldiselt võib selle jagada kahte kategooriasse: volframteras ja volfram-molübdeenteras. Seda tüüpi kiirteras sisaldab 0,7–0,9% (C). Vastavalt terase erinevale volframisisaldusele võib selle jagada volframteraseks, mille W-sisaldus on 12% või 18%, volfram-molübdeenteraseks, mille W-sisaldus on 6% või 8%, ja molübdeenteraseks W-sisaldusega. 2% või üldse mitte. Üldotstarbelisel kiirterasel on teatav kõvadus (63-66HRC) ja kulumiskindlus, kõrge tugevus ja sitkus, hea plastilisus ja töötlemistehnoloogia, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt erinevate keerukate tööriistade valmistamisel.
① Volframteras: tüüpiline üldotstarbelise kiirterasest volframterase klass on W18Cr4V (viidatud kui W18). Sellel on hea üldine jõudlus. Kõrgtemperatuuriline kõvadus 6000 C juures on 48,5 HRC ja seda saab kasutada mitmesuguste keerukate tööriistade valmistamiseks. Selle eeliseks on hea jahvatusvõime ja madal dekarburiseerimistundlikkus, kuid selle kõrge karbiidisisalduse, ebaühtlase jaotumise, suurte osakeste ning madala tugevuse ja sitkuse tõttu.
② Volfram-molübdeenteras: viitab kiirterasele, mis saadakse volframterasest osa volframi asendamisel molübdeeniga. Volfram-molübdeenterase tüüpiline mark on W6Mo5Cr4V2 (viidatud kui M2). M2 karbiidiosakesed on peened ja ühtlased ning selle tugevus, sitkus ja plastilisus kõrgel temperatuuril on paremad kui W18Cr4V omadel. Teine volfram-molübdeenterase tüüp on W9Mo3Cr4V (lühidalt W9). Selle termiline stabiilsus on veidi kõrgem kui M2 teras, selle paindetugevus ja sitkus on paremad kui W6M05Cr4V2 ning sellel on hea töödeldavus.
⑵ Suure jõudlusega kiirest terasest lõikeriistad
Kõrge jõudlusega kiirteras viitab uuele terasetüübile, mis lisab üldotstarbelise kiirterase koostisele veidi süsinikusisaldust, vanaadiumisisaldust ja legeerivaid elemente, nagu Co ja Al, parandades seeläbi selle kuumakindlust ja kulumiskindlust. . Seal on peamiselt järgmised kategooriad:
① Suure süsinikusisaldusega kiirteras. Kõrge süsinikusisaldusega kiirteras (nt 95W18Cr4V) on toatemperatuuril ja kõrgel temperatuuril kõrge kõvadusega. See sobib tavalise terase ja malmi, puuriterade, hõõritsuste, kraanide ja kõrgete kulumiskindlusnõuetega freeside või kõvemate materjalide töötlemise tööriistade tootmiseks ja töötlemiseks. See ei sobi taluma suuri lööke.
② Kõrge vanaadiumi kiirteras. Tüüpilistel klassidel, nagu W12Cr4V4Mo (nimetatakse kui EV4), on V-sisaldus suurendatud 3–5%, neil on hea kulumiskindlus ja need sobivad selliste materjalide lõikamiseks, mis põhjustavad tööriista suurt kulumist, nagu kiud, kõvakumm, plast jne ning seda saab kasutada ka selliste materjalide nagu roostevaba teras, kõrgtugev teras ja kõrge temperatuuriga sulamid töötlemiseks.
③ Koobaltkiirteras. See on koobaltit sisaldav ülikõva kiirteras. Tüüpilised klassid, nagu W2Mo9Cr4VCo8 (viidatud kui M42), on väga kõrge kõvadusega. Selle kõvadus võib ulatuda 69-70 HRC-ni. Sobib raskesti kasutatavate ülitugevate kuumakindlate teraste, kõrgtemperatuuriliste sulamite, titaanisulamite jms töötlemiseks. Materjalide töötlemine: M42 on hea lihvitavusega ning sobib täppis- ja keerukate tööriistade valmistamiseks, kuid ei sobi. töötamiseks lööklõiketingimustes.
④ Alumiiniumist kiirteras. See on alumiiniumi sisaldav ülikõva kiirteras. Tüüpilised klassid on näiteks W6Mo5Cr4V2Al (viidatud kui 501). Kõrgtemperatuuri kõvadus 6000 ° C juures ulatub samuti 54 HRC-ni. Lõikejõudlus on samaväärne M42-ga. See sobib freeside, puuriterade, hõõritsuste, hammasrataste ja avade tootmiseks. jne, mida kasutatakse selliste materjalide töötlemiseks nagu legeerteras, roostevaba teras, ülitugev teras ja kõrge temperatuuriga sulamid.
⑤ Lämmastikuga ülikõva kiirteras. Tüüpilised klassid, nagu W12M03Cr4V3N, millele viidatakse kui (V3N), on lämmastikku sisaldavad ülikõvad kiirterased. Kõvadus, tugevus ja sitkus on samaväärsed M42-ga. Neid saab kasutada koobaltit sisaldavate kiirteraste asendajana ning neid kasutatakse raskesti töödeldavate materjalide ja väikese kiirusega ülitäpse terase lõikamiseks. töötlemine.
⑶ Kiirterase ja pulbermetallurgia kiirterase sulatamine
Erinevate tootmisprotsesside järgi võib kiirterase jagada kiirteraseks sulatamiseks ja pulbermetallurgia kiirteraseks.
① Kiirterase sulatamine: nii tavaline kiirteras kui ka suure jõudlusega kiirteras valmistatakse sulatusmeetoditega. Nendest valmistatakse noad selliste protsesside abil nagu sulatamine, valuploki valamine ning plaadistamine ja valtsimine. Tõsine probleem, mis kiirterase sulatamisel kergesti tekib, on karbiidi eraldamine. Kõvad ja rabedad karbiidid on kiirterasest ebaühtlaselt jaotunud ning terad on jämedad (kuni kümneid mikroneid), mis mõjutab kiirterasest tööriistade kulumiskindlust ja sitkust. ja kahjustab lõikejõudlust.
② Pulbermetallurgia kiirteras (PM HSS): pulbermetallurgia kiirteras (PM HSS) on vedel teras, mis sulatatakse kõrgsagedusliku induktsioonahjus, pihustatakse kõrgsurve argooni või puhta lämmastikuga ja seejärel kustutatakse, et saada. peened ja ühtlased kristallid. Struktuur (kiirterasest pulber) ja seejärel suruge saadud pulber kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul noatoorikuks või tehke esmalt terasest toorik ning seejärel sepistage ja rullige see noakujuliseks. Võrreldes sulatusmeetodil valmistatud kiirterasega, on PM HSS-i eelised, et karbiidi terad on peened ja ühtlased ning tugevus, sitkus ja kulumiskindlus on sulatatud kiirterasest palju paremad. Keeruliste CNC-tööriistade valdkonnas arenevad PM HSS-tööriistad edasi ja hõivavad olulise positsiooni. Tüüpilisi marke, nagu F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN jne, saab kasutada suuremõõtmeliste, suure koormusega, suure mõjuga lõikeriistade, aga ka täppislõiketööriistade valmistamiseks.
CNC-tööriistade materjalide valiku põhimõtted
Praegu on laialdaselt kasutatavad CNC-tööriistade materjalid peamiselt teemanttööriistad, kuupboornitriidtööriistad, keraamilised tööriistad, kaetud tööriistad, karbiidtööriistad, kiirterasest tööriistad jne. Tööriistamaterjale on palju ja nende omadused on väga erinevad. Järgmises tabelis on toodud erinevate tööriistamaterjalide peamised jõudlusnäitajad.
Tööriistamaterjalid CNC-töötluseks tuleb valida vastavalt töödeldavale detailile ja töötlemise iseloomule. Tööriistamaterjalide valik peaks olema mõistlikult sobitatud töötlemisobjektiga. Lõikeriistade materjalide ja töötlemisobjektide sobitamine viitab peamiselt nende kahe mehaaniliste, füüsikaliste ja keemiliste omaduste sobitamisele, et saavutada tööriista pikim tööiga ja maksimaalne lõiketootlikkus.
1. Lõikeriistade materjalide ja töötlemisobjektide mehaaniliste omaduste sobitamine
Lõikeriista ja töötlemisobjekti mehaaniliste omaduste sobitamise probleem viitab peamiselt mehaaniliste omaduste parameetrite, nagu tööriista ja tooriku materjali tugevus, sitkus ja kõvadus, vastavusseviimisele. Erinevate mehaaniliste omadustega tööriistamaterjalid sobivad erinevate tooriku materjalide töötlemiseks.
① Tööriista materjali kõvaduse järjekord on järgmine: teemanttööriist> kuubikboornitriidtööriist> keraamiline tööriist> volframkarbiid> kiirteras.
② Tööriistamaterjalide paindetugevuse järjekord on järgmine: kiirteras > tsementeeritud karbiid > keraamilised tööriistad > teemant- ja kuupboornitriidi tööriistad.
③ Tööriistamaterjalide sitkuse järjekord on järgmine: kiirteras> volframkarbiid> kuupboornitriid, teemant- ja keraamilised tööriistad.
Kõrge kõvadusega tooriku materjale tuleb töödelda kõrgema kõvadusega tööriistadega. Tööriista materjali kõvadus peab olema suurem kui tooriku materjali kõvadus, mis üldjuhul peab olema üle 60 HRC. Mida kõrgem on tööriista materjali kõvadus, seda parem on selle kulumiskindlus. Näiteks kui koobaltisisaldus tsementeeritud karbiidis suureneb, suureneb selle tugevus ja sitkus ning väheneb kõvadus, mis muudab selle sobivaks töötlemata töötlemiseks; koobaltisisalduse vähenemisel suureneb selle kõvadus ja kulumiskindlus, mistõttu sobib see viimistlemiseks.
Suurepäraste kõrgtemperatuuriliste mehaaniliste omadustega tööriistad sobivad eriti hästi kiireks lõikamiseks. Keraamiliste lõikeriistade suurepärane jõudlus kõrgel temperatuuril võimaldab lõigata suurel kiirusel ja lubatud lõikekiirus võib olla 2–10 korda suurem kui tsementeeritud karbiidil.
2. Lõikeriista materjali füüsikaliste omaduste sobitamine töödeldud objektiga
Erinevate füüsikaliste omadustega tööriistad, nagu kõrge soojusjuhtivuse ja madala sulamistemperatuuriga kiirterasest tööriistad, kõrge sulamistemperatuuri ja madala soojuspaisumisega keraamilised tööriistad, kõrge soojusjuhtivuse ja madala soojuspaisumisega teemanttööriistad jne, sobivad erinevate tooriku materjalide töötlemine. Halva soojusjuhtivusega toorikute töötlemisel tuleks kasutada parema soojusjuhtivusega tööriistamaterjale, et lõikesoojus saaks kiiresti välja kanda ja lõiketemperatuuri alandada. Tänu oma kõrgele soojusjuhtivusele ja termilisele difusioonivõimele suudab teemant lõikesoojust kergesti hajutada, põhjustamata suuri termilisi deformatsioone, mis on eriti oluline täppistöötlustööriistade puhul, mis nõuavad suurt mõõtmete täpsust.
① Erinevate tööriistamaterjalide kuumuskindluse temperatuur: teemanttööriistad on 700-8000C, PCBN-tööriistad 13000-15000C, keraamilised tööriistad 1100-12000C, TiC(N)-põhine tsementkarbiid on 900-11000C, WC-põhine ülipeen. terad Karbiid on 800-9000C, HSS on 600-7000C.
② Erinevate tööriistamaterjalide soojusjuhtivuse järjekord: PCD>PCBN>WC-põhine tsementeeritud karbiid>TiC(N)-põhine tsementeeritud karbiid>HSS>Si3N4-põhine keraamika>A1203-põhine keraamika.
③ Erinevate tööriistamaterjalide soojuspaisumistegur on järgmine: HSS>WC-põhine tsementeeritud karbiid>TiC(N)>A1203-põhine keraamika>PCBN>Si3N4-põhine keraamika>PCD.
④ Erinevate tööriistamaterjalide soojuslöögikindluse järjekord on järgmine: HSS>WC-põhine tsementeeritud karbiid>Si3N4-põhine keraamika>PCBN>PCD>TiC(N)-põhine tsementeeritud karbiid>A1203-põhine keraamika.
3. Lõikeriista materjali keemiliste omaduste sobitamine töödeldava objektiga
Lõikeriistade materjalide ja töötlemisobjektide keemiliste omaduste sobitamise probleem viitab peamiselt selliste keemiliste toimivusparameetrite sobitamisele nagu keemiline afiinsus, keemiline reaktsioon, tööriistamaterjalide ja tooriku materjalide difusioon ja lahustumine. Erineva materjaliga tööriistad sobivad erinevate tooriku materjalide töötlemiseks.
① Erinevate tööriistamaterjalide (terasega) liimimistemperatuuri vastupidavus on: PCBN> keraamika> volframkarbiid> HSS.
② Erinevate tööriistamaterjalide oksüdatsioonikindluse temperatuur on: keraamika> PCBN> volframkarbiid> teemant> HSS.
③ Tööriistamaterjalide difusioonitugevus (terasele) on: teemant>Si3N4-põhine keraamika> PCBN>A1203-põhine keraamika. Difusiooni intensiivsus (titaani puhul) on: A1203-põhine keraamika>PCBN>SiC>Si3N4>teemant.
4. CNC tööriista materjalide mõistlik valik
Üldiselt sobivad PCBN-i, keraamilised tööriistad, kaetud karbiid- ja TiCN-põhised karbiiditööriistad mustmetallide, näiteks terase, CNC-töötluseks; samas kui PCD tööriistad sobivad värviliste metallide materjalide, nagu Al, Mg, Cu ja nende sulamid ning mittemetalliliste materjalide töötlemiseks. Allolevas tabelis on loetletud mõned tooriku materjalid, mille töötlemiseks sobivad ülaltoodud tööriistamaterjalid.
Xinfa CNC-tööriistadel on hea kvaliteet ja madal hind. Üksikasjade saamiseks külastage:
CNC-tööriistade tootjad – Hiina CNC-tööriistade tehas ja tarnijad (xinfatools.com)
Postitusaeg: 01.11.2023
