Hyvä hevonen tarvitsee hyvän satulan, ja siinä käytetään edistyneitä CNC-käsittelylaitteita. Jos käytetyt työkalut ovat vääriä, se on hyödytön! Sopivien työkalumateriaalien valinnalla on suuri vaikutus työkalun käyttöikään, työstön tehokkuuteen, käsittelyn laatuun ja käsittelykustannuksiin. Tämä artikkeli tarjoaa kuivatuotteita veitsitiedoista, kirjanmerkeistä ja eteenpäin, opitaan yhdessä.
01
Työkalujen materiaaleilla tulee olla perusominaisuudet
Työkalun materiaalin valinnalla on suuri vaikutus työkalun käyttöikään, käsittelytehoon, käsittelyn laatuun ja käsittelykustannuksiin. Kun työkalu leikkaa, sen on kestettävä korkean paineen, korkean lämpötilan, kitkan, iskujen ja tärinän vaikutukset. Siksi työkalumateriaalilla tulee olla seuraavat perusominaisuudet:
(1) Kovuus ja kulutuskestävyys. Työkalumateriaalin kovuuden on oltava suurempi kuin työkappaleen materiaalin, yleensä yli 60 HRC. Mitä kovempi työkalun materiaali, sitä parempi kulutuskestävyys.
(2) Lujuus ja sitkeys. Työkalumateriaalien tulee olla lujia ja sitkeitä kestämään leikkausvoimia, iskuja ja tärinää ja estämään työkalujen hauraat murtumat ja halkeilut.
(3) Lämmönkestävyys. Työkalumateriaalin lämmönkestävyys on parempi, se kestää korkeaa leikkauslämpötilaa ja sillä on hyvä hapettumisenkestävyys.
(4) Prosessin suorituskyky ja taloudellisuus. Työkalumateriaaleilla tulee olla hyvä taontakyky, lämpökäsittelykyky, hitsauskyky, hiontakyky jne., ja niillä on oltava korkea suorituskyky-hinta-suhde.
02
Leikkuutyökalumateriaalien tyypit, ominaisuudet, ominaisuudet ja sovellukset
1. Timanttityökalumateriaali
Timantti on hiilen allotrooppi, kovin luonnossa koskaan löydetty materiaali. Timanttityökaluilla on korkea kovuus, korkea kulutuskestävyys ja korkea lämmönjohtavuus, ja niitä käytetään laajalti ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien käsittelyssä. Erityisesti alumiinin ja pii-alumiiniseosten nopeassa leikkauksessa timanttityökalut ovat pääasiallisia vaikeita vaihdettavia leikkaustyökaluja. Timanttityökalut, joilla voidaan saavuttaa korkea hyötysuhde, korkea vakaus ja pitkäikäinen koneistus, ovat välttämättömiä ja tärkeitä työkaluja nykyaikaisessa CNC-koneistuksessa.
⑴ Timanttityökalujen tyypit
① Luonnontimanttityökalu: Luonnontimanttia on käytetty leikkaustyökaluna satojen vuosien ajan. Luonnollinen yksikidetimanttityökalu on hienoksi hiottu, ja leikkuureuna voidaan hioa erittäin terävästi. Leikkuureunan säde voi olla 0,002 μm, mikä mahdollistaa erittäin ohuen leikkauksen ja voi Se on tunnustettu, ihanteellinen ja korvaamaton erittäin tarkka työstötyökalu erittäin suuren työkappaleen tarkkuuden ja erittäin alhaisen pinnan karheuden käsittelyyn.
② PCD-timanttityökalu: Luonnontimantti on kallista, ja monikiteistä timanttia (PCD) käytetään laajalti leikkaamisessa. 1970-luvun alusta lähtien kehitettiin monikiteistä timanttia (lyhyesti Polycrystauine diamond, PCD) Menestyksen jälkeen luonnolliset timanttityökalut on korvattu monissa tapauksissa keinotekoisilla monikiteisillä timanteilla. PCD-raaka-aineissa on runsaasti lähteitä, ja niiden hinta on vain muutama kymmenesosa - kymmenesosa luonnontimanteista. PCD-työkaluja ei voi hioa äärimmäisen teräviksi Käsitellyn työkappaleen pinnanlaatu ei ole yhtä hyvä kuin luonnontimantilla, eikä teollisuudessa ole kätevää valmistaa PCD-teriä lastunmurtajalla. Siksi PCD:tä voidaan käyttää vain ei-rautametallien ja ei-metallien hienoleikkaukseen, ja supertarkkuuspeilileikkauksen saavuttaminen on vaikeaa.
③ CVD-timanttityökalut: 1970-luvun lopulta 1980-luvun alkuun CVD-timanttitekniikka ilmestyi Japanissa. CVD-timantti viittaa timanttikalvon synteesiin heterogeenisillä alustoilla (kuten sementoitu karbidi, keramiikka jne.) kemiallisen höyrypinnoituksen (CVD) avulla. CVD-timantilla on täsmälleen sama rakenne ja ominaisuudet kuin luonnontimantilla. CVD-timantin suorituskyky on hyvin lähellä luonnontimantin suorituskykyä, ja sillä on luonnollisen yksikiteisen timantin ja polykiteisen timantin (PCD) edut, ja se voittaa jossain määrin niiden puutteet.
⑵ Timanttityökalujen suorituskykyominaisuudet
① Erittäin korkea kovuus ja kulutuskestävyys: Luonnontimantti on kovin luonnossa esiintyvä aine. Timantilla on erittäin korkea kulutuskestävyys. Erittäin kovia materiaaleja käsiteltäessä timanttityökalujen käyttöikä on 10-100 kertaa kovametallityökalujen käyttöikä tai jopa satoja kertoja.
② Erittäin pieni kitkakerroin: timantin ja joidenkin ei-rautametallien välinen kitkakerroin on pienempi kuin muiden työkalujen, kitkakerroin on alhainen, muodonmuutos käsittelyn aikana on pieni ja leikkausvoimaa voidaan vähentää.
③ Leikkausreuna on erittäin terävä: timanttityökalun leikkuureunaa voidaan teroittaa ja luonnollisen yksikidetimanttityökalun korkeus voi olla jopa 0.002-0,008 μm, mikä voi suorittaa ultra- ohut leikkaus ja erittäin tarkka koneistus.
④ Korkea lämmönjohtavuus: timantilla on korkea lämmönjohtavuus ja lämpödiffuusio, leikkauslämpö on helppo haihtua ja työkalun leikkausosan lämpötila on alhainen.
⑤ Matala lämpölaajenemiskerroin: Timantin lämpölaajenemiskerroin on useita kertoja pienempi kuin kovametallin, ja leikkauslämmön aiheuttama työkalun koon muutos on erittäin pieni, mikä on erityisen tärkeää korkeaa vaativassa tarkkuus- ja ultratarkkuustyöstössä mittatarkkuus.
⑶ Timanttityökalujen käyttö
Timanttityökaluja käytetään enimmäkseen ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien hienoleikkaukseen ja poraamiseen suurella nopeudella. Se soveltuu erilaisten kulutusta kestävien ei-metallien, kuten FRP-jauhemetallurgian aihioiden, keraamisten materiaalien, käsittelyyn; erilaiset kulutusta kestävät ei-rautametallit, kuten erilaiset pii-alumiiniseokset; erilaisia ei-rautametallien viimeistely jalostus.
Timanttityökalujen haittana on, että niillä on huono lämmönkestävyys. Kun leikkauslämpötila ylittää 700 - 800 astetta, se menettää täysin kovuutensa; Lisäksi se ei sovellu rautametallien leikkaamiseen, koska timantti (hiili) on helppo liimata raudalla korkeissa lämpötiloissa. Atomitoiminta muuttaa hiiliatomit grafiittirakenteeksi ja työkalu vaurioituu helposti.
2. Kuutioinen boorinitridityökalumateriaali
Kuutioboorinitridi (CBN), toinen superkova materiaali, joka on syntetisoitu samankaltaisella menetelmällä kuin timantti, on kovuudessa ja lämmönjohtavuudessa toisella sijalla timantin jälkeen. Sillä on erinomainen lämmönkestävyys ja se voidaan lämmittää 10,000 asteeseen ilmakehässä. Hapettumista ei tapahdu. CBN:llä on erittäin vakaat rautametallien kemialliset ominaisuudet ja sitä voidaan käyttää laajasti terästuotteiden jalostuksessa.
⑴ Kuutioisten boorinitridileikkaustyökalujen tyypit
Kuutioboorinitridi (CBN) on aine, jota ei ole luonnossa. Se voidaan jakaa yksikiteiseen ja monikiteiseen, nimittäin CBN-yksikiteiseen ja monikiteiseen kuutioon boorinitridiin (PCBN). CBN on yksi boorinitridin (BN) isomeereistä, ja sen rakenne on samanlainen kuin timantin.
PCBN (monikiteinen kuutioinen boorinitridi) on monikiteinen materiaali, joka sintraa hienoja CBN-materiaaleja sidosvaiheen (TiC, TiN, Al, Ti jne.) läpi korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa. Timanttityökalumateriaali, sitä ja timanttia kutsutaan yhteisesti superkovaksi työkalumateriaaliksi. PCBN:ää käytetään pääasiassa veitsien tai muiden työkalujen valmistukseen.
PCBN-työkalut voidaan jakaa kiinteään PCBN-teriin ja PCBN-komposiittiteriin, jotka on sintrattu kovametallilla.
PCBN-komposiittiterät valmistetaan sintraamalla PCBN-kerros, jonka paksuus on {{0}},5-1,0 mm sementoidulle kovametallille, jolla on hyvä lujuus ja sitkeys. Sen suorituskyky on sekä hyvä sitkeys että korkea kovuus ja kulutuskestävyys. CBN-terien alhaisen taivutuslujuuden ja hitsausvaikeuksien ongelmat on ratkaistu.
⑵ Kuutioboorinitridin tärkeimmät ominaisuudet ja ominaisuudet
Vaikka kuutiometrisen boorinitridin kovuus on hieman huonompi kuin timantin, se on paljon korkeampi kuin muiden korkeakovien materiaalien. CBN:n erinomainen etu on, että sen lämpöstabiilisuus on paljon korkeampi kuin timantilla, joka voi olla yli 1200 astetta (timantilla 700-800 astetta). reaktio. Kuutioboorinitridin tärkeimmät suorituskykyominaisuudet ovat seuraavat.
① Korkea kovuus ja kulutuskestävyys: CBN-kiderakenne on samanlainen kuin timantti, ja sillä on samanlainen kovuus ja lujuus kuin timantilla. PCBN soveltuu erityisen hyvin kovien materiaalien käsittelyyn, jota voitiin vain hioa ennen ja joilla saadaan parempi työkappaleiden pintalaatu.
② Korkea lämpöstabiilisuus: CBN:n lämmönkestävyys voi olla 1400-1500 astetta, mikä on lähes 1 kertaa korkeampi kuin timantin (700-800 astetta). PCBN-työkalut voivat leikata korkean lämpötilan metalliseoksia ja karkaistuja teräksiä nopeudella, joka on 3–5 kertaa suurempi kuin kovametallityökalut.
③Erinomainen kemiallinen stabiilisuus: Sillä ei ole kemiallista vuorovaikutusta rautapohjaisten materiaalien kanssa 1200-1300 asteessa, eikä se kulu yhtä voimakkaasti kuin timantti, ja se voi silti säilyttää sementoidun karbidin kovuuden tällä hetkellä; PCBN-työkalut soveltuvat karkaistujen terästen osien ja jäähdytetyn valuraudan leikkaamiseen, niitä voidaan käyttää laajasti valuraudan nopeaan leikkaamiseen.
④ Hyvä lämmönjohtavuus: Vaikka CBN:n lämmönjohtavuus ei ole yhtä hyvä kuin timantilla, PCBN:n lämmönjohtavuus on eri työkalumateriaalien joukossa toiseksi timantin jälkeen ja on paljon korkeampi kuin nopean teräksen ja sementoidun kovametallin.
⑤ Siinä on alhainen kitkakerroin: pieni kitkakerroin voi vähentää leikkausvoimaa leikkauksen aikana, alentaa leikkauslämpötilaa ja parantaa käsitellyn pinnan laatua.
⑶ Kuutioinen boorinitridityökalu
Kuutioinen boorinitridi soveltuu erilaisten vaikeasti leikattavien materiaalien viimeistelyyn, kuten karkaistu teräs, kova valurauta, superseos, kova seos ja pintaruiskutusmateriaalit. Koneistustarkkuus voi olla IT5 (reikä on IT6), ja pinnan karheus voi olla niinkin pieni kuin Ra1.25-0.20μm.
Kuution boorinitridityökalumateriaalilla on huono sitkeys ja taivutuslujuus. Siksi kuutiometriset boorinitridisorvaustyökalut eivät sovellu karkeaan koneistukseen alhaisella nopeudella ja suurella iskukuormalla; Metallin kohdalla syntyy voimakasta reunan muodostumista, mikä heikentää koneistettua pintaa.
3. Keraaminen veitsen materiaali
Keraamisilla veitsillä on korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys, erinomainen lämmönkestävyys ja kemiallinen stabiilisuus, eikä niitä ole helppo liittää metalliin. Keraamiset leikkaustyökalut ovat erittäin tärkeässä asemassa CNC-koneistuksessa. Keraamisista leikkaustyökaluista on tullut yksi tärkeimmistä leikkaustyökaluista vaikeasti työstettävien materiaalien nopeaan leikkaamiseen ja käsittelyyn. Keraamisia leikkaustyökaluja käytetään laajalti nopeassa leikkauksessa, kuivaleikkauksessa, kovassa leikkauksessa ja vaikeasti työstettävien materiaalien leikkaamisessa. Keraamiset veitset voivat käsitellä tehokkaasti kovia materiaaleja, joita perinteiset veitset eivät voi käsitellä ollenkaan, ja toteuttaa "hionnan korvaamisen autolla"; keraamisten veitsien optimaalinen leikkausnopeus voi olla 2-10 kertaa suurempi kuin kovametalliveitsien, mikä parantaa merkittävästi leikkausprosessoinnin tuotantotehokkuutta. Keraamisten työkalumateriaalien pääraaka-aine on maankuoren runsain alkuaine. Siksi keraamisten työkalujen popularisointi ja soveltaminen on erittäin tärkeää tuottavuuden parantamiseksi, käsittelykustannusten vähentämiseksi ja strategisten jalometallien säästämiseksi, ja se edistää myös suuresti leikkaustekniikan kehitystä. edistystä.
⑴ Keraamisten työkalumateriaalien tyypit
Keraamiset työkalumateriaalit voidaan yleensä jakaa kolmeen luokkaan: alumiinioksidipohjainen keramiikka, piinitridipohjainen keramiikka ja piinitridi-alumiinioksidipohjainen komposiittikeramiikka. Niistä alumiinioksidipohjaiset ja piinitridipohjaiset keraamiset työkalumateriaalit ovat laajimmin käytettyjä. Piinitridipohjaisen keramiikan suorituskyky on parempi kuin alumiinioksidipohjaisen keramiikan.
⑵ Keraamisten leikkaustyökalujen suorituskyky ja ominaisuudet
① Korkea kovuus ja hyvä kulutuskestävyys: Vaikka keraamisten työkalujen kovuus ei ole yhtä korkea kuin PCD:n ja PCBN:n, se on paljon korkeampi kuin kovametalli- ja pikaterästyökalujen kovuus saavuttaen 93-95HRA:n. Keraamisilla työkaluilla voidaan käsitellä erittäin kovia materiaaleja, joita on vaikea käsitellä perinteisillä työkaluilla, ja ne soveltuvat nopeaan ja kovaan leikkaamiseen.
② Korkean lämpötilan kestävyys ja hyvä lämmönkestävyys: Keraamiset työkalut voivat silti leikata korkeissa lämpötiloissa, jotka ovat yli 1200 astetta. Keraamisilla veitsillä on hyvät korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet, ja A12O3-keraamisten veitsien hapettumisenkestävyys on erityisen hyvä. Vaikka leikkuuterä olisi kuumassa tilassa, sitä voidaan käyttää jatkuvasti. Siksi keraamiset työkalut voivat saavuttaa kuivaleikkauksen, mikä voi säästää leikkausnestettä.
③ Hyvä kemiallinen vakaus: Keraamisia leikkuutyökaluja ei ole helppo liittää metalliin, ja ne ovat korroosionkestäviä ja kemiallisesti vakaita, mikä voi vähentää leikkaustyökalujen liimauksen kulumista.
④ Matala kitkakerroin: Keraamisten työkalujen ja metallin välinen affiniteetti on pieni ja kitkakerroin on alhainen, mikä voi vähentää leikkausvoimaa ja leikkauslämpötilaa.
⑶ Keraamisten veitsien käyttö
Keramiikka on yksi työkalumateriaaleista, joita käytetään pääasiassa nopeaan viimeistelyyn ja puoliviimeistelyyn. Keraamiset leikkaustyökalut soveltuvat kaikenlaisten valuraudan (harmaavalurauta, pallografiittivalurauta, tempervalurauta, jäähdytetty valurauta, korkeaseosteinen kulutusta kestävä valurauta) ja teräksen (hiilirakenneteräs, seostettu rakenneteräs, korkealujuus teräs) leikkaamiseen , runsasmangaanipitoinen teräs, karkaistu teräs jne.), voidaan käyttää myös kupariseosten, grafiitin, teknisten muovien ja komposiittimateriaalien leikkaamiseen.
Keraamisten leikkaustyökalumateriaalien suorituskyvyssä on ongelmia alhaisen taivutuslujuuden ja huonon iskunkestävyyden kanssa, jotka eivät sovellu leikkaamiseen alhaisella nopeudella ja iskukuormituksella.
4. Pinnoitettu työkalumateriaali
Työkalun pinnoitus on yksi tärkeimmistä tavoista parantaa työkalun suorituskykyä. Pinnoitettujen leikkaustyökalujen ilmestyminen on tehnyt suuren läpimurron leikkaustyökalujen leikkaussuorituskyvyssä. Pinnoitettu työkalu on päällystetty yhdellä tai useammalla tulenkestävällä seoskerroksella, jolla on hyvä kulutuskestävyys sitkeämmässä työkalun rungossa, joka yhdistää työkalun alustan kovaan pinnoitteeseen, jolloin työkalun suorituskyky paranee huomattavasti. Päällystetyt leikkaustyökalut voivat parantaa käsittelyn tehokkuutta, parantaa käsittelyn tarkkuutta, pidentää työkalun käyttöikää ja vähentää käsittelykustannuksia.
Noin 80 prosenttia uusissa CNC-työstökoneissa käytetyistä leikkaustyökaluista käyttää pinnoitettuja työkaluja. Päällystetyt leikkuutyökalut ovat jatkossa tärkeimmät työkalulajit CNC-koneistuksen alalla.
⑴ Pinnoitettujen työkalujen tyypit
Päällystysmenetelmien mukaan pinnoitetut työkalut voidaan jakaa kemiallisella höyrypinnoituksella (CVD) päällystettyihin työkaluihin ja fysikaalisiin höyrypinnoitusmenetelmiin (PVD) päällystettyihin työkaluihin. Päällystetyt kovametallityökalut käyttävät yleensä kemiallista höyrypinnoitusta, ja pinnoituslämpötila on noin 1000 astetta. Päällystetyt nopeat terästyökalut käyttävät yleensä fyysistä höyrypinnoitusta, ja pinnoituslämpötila on noin 500 astetta;
Päällystettyjen työkalujen eri substraattimateriaalien mukaan pinnoitetut työkalut voidaan jakaa kovametallipäällysteisiin työkaluihin, pikateräspinnoitettuihin työkaluihin sekä pinnoitetuihin työkaluihin keramiikka- ja superkovilla materiaaleilla (timantti- ja kuutioboorinitridi).
Pinnoitemateriaalin luonteen mukaan päällystetyt työkalut voidaan jakaa kahteen luokkaan, nimittäin "kova" päällystettyihin työkaluihin ja "pehmeä" päällystettyihin työkaluihin. "Kova"pinnoitettujen työkalujen päätavoitteet ovat korkea kovuus ja kulutuskestävyys. Sen tärkeimmät edut ovat korkea kovuus ja hyvä kulutuskestävyys, tyypillisesti TiC- ja TiN-pinnoitteet. "Pehmeiden" pinnoitustyökalujen tavoite on alhainen kitkakerroin, joka tunnetaan myös itsevoitelevilla työkaluilla, ja sen kitka työkappaleen materiaaliin. Kerroin on erittäin alhainen, vain noin 0,1, mikä voi vähentää liimaus, vähentää kitkaa, vähentää leikkausvoimaa ja leikkauslämpötilaa.
Nanoeating työkaluja on hiljattain kehitetty. Tässä päällystetyssä työkalussa voidaan käyttää erilaisten pinnoitemateriaalien (kuten metalli/metalli, metalli/keramiikka, keramiikka/keramiikka jne.) eri yhdistelmiä erilaisten toiminnallisten ja suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi. Oikein suunniteltu nanopinnoite voi saada työkalumateriaalista erinomaiset kitkaa ja kulumista estävät ominaisuudet sekä itsevoitelevat ominaisuudet, mikä soveltuu nopeaan kuivaleikkaukseen.
⑵ Pinnoitettujen työkalujen ominaisuudet
① Hyvä mekaaninen ja leikkaussuorituskyky: Päällystetyssä työkalussa yhdistyvät perusmateriaalin ja pinnoitemateriaalin erinomaiset ominaisuudet, mikä ei ainoastaan ylläpitä pohjan hyvää sitkeyttä ja suurta lujuutta, vaan sillä on myös korkea kovuus, korkea kulutuskestävyys ja alhainen kuluminen. pinnoitteen kestävyys. kitkakerroin. Siksi päällystetyn työkalun leikkausnopeutta voidaan lisätä yli 2 kertaa pinnoittamattoman työkalun leikkausnopeutta ja suurempi syöttönopeus on sallittu. Myös pinnoitetun työkalun käyttöikä pitenee.
② Vahva monipuolisuus: Pinnoitettujen työkalujen monipuolisuus on laaja, ja prosessointialue laajenee merkittävästi. Yksi pinnoitettu työkalu voi korvata useita pinnoittamattomia työkaluja.
③ Pinnoitteen paksuus: Pinnoitteen paksuuden kasvaessa myös työkalun käyttöikä pitenee, mutta kun pinnoitteen paksuus saavuttaa kylläisyyden, työkalun käyttöikä ei enää pidennä merkittävästi. Kun pinnoite on liian paksu, on helppo aiheuttaa kuorimista; kun pinnoite on liian ohut, kulutuskestävyys on huono.
④ Uudelleenhiotettavuus: Päällystetyillä terillä on huono uudelleenhiotettavuus, monimutkaiset pinnoituslaitteet, korkeat prosessivaatimukset ja pitkä pinnoitusaika.
⑤ Pinnoitemateriaali: työkaluilla, joissa on erilaisia pinnoitemateriaaleja, on erilainen leikkausteho. Esimerkiksi: kun leikataan alhaisella nopeudella, TiC-pinnoitteella on etu; kun leikataan suurella nopeudella, TiN on sopivampi.
⑶ Pinnoitettujen työkalujen käyttö
Pinnoitetuilla leikkaustyökaluilla on suuri potentiaali CNC-työstössä, ja ne ovat tulevaisuudessa tärkein työkaluvalikoima CNC-koneistuksen alalla. Päällystystekniikkaa on sovellettu päätyjyrsimiin, kalviin, porauksiin ja yhdistelmäreikien käsittelyyn
Leikkuutyökalut, hammaspyörälevyt, hammaspyörien muotoiluleikkurit, hammaspyörien ajoleikkurit, muovausavetimet ja erilaiset kääntöterät konekiinnittimille täyttävät eri terästen, valuraudan, lämmönkestävän metalliseosten ja ei-rautametallien nopean leikkauksen ja käsittelyn tarpeet.
5. Kovametallityökalumateriaali
Kovametallileikkaustyökalut, erityisesti kääntyvät kovametallileikkaustyökalut, ovat CNC-työstötyökalujen johtavia tuotteita. 1980-luvulta lähtien erilaisia integroituja ja indeksoitavia kovametallileikkaustyökaluja tai -teriä on laajennettu erilaisiin. Erilaisten leikkaustyökalujen alalla kääntömetallityökalut ovat laajentuneet yksinkertaisista sorvaustyökaluista ja tasojyrsimistä erilaisiin tarkkuus-, monimutkaisiin ja muotoilutyökaluihin.
⑴ Sementoitujen kovametallityökalujen tyypit
Pääkemiallisen koostumuksen mukaan sementoitu karbidi voidaan jakaa volframikarbidipohjaiseen sementoituun karbidiin ja hiili (nitridi) titaani (TiC(N)) -pohjaiseen sementoituun karbidiin.
Volframikarbidipohjainen sementoitu karbidi sisältää kolme tyyppiä: volframi-koboltti (YG), volframi-koboltti-titaani (YT) ja harvinaiset karbidit (YW), joilla jokaisella on omat etunsa ja haittansa. Pääkomponentit ovat volframikarbidi (WC), titaanikarbidi (TiC), tantaalikarbidi (TaC), niobiumkarbidi (NbC) jne., ja yleisesti käytetty metallisideainefaasi on Co.
Hiili (nitridi) titaanipohjainen sementoitu karbidi on sementoitu karbidi, jonka pääkomponenttina on TiC (lisätään joitain muita karbideja tai nitridejä), ja yleisesti käytetyt metallisidefaasit ovat Mo ja Ni.
ISO (International Organisation for Standardization) jakaa sementoidun kovametallin leikkaukseen kolmeen luokkaan:
K-luokka, mukaan lukien Kl0 ~ K40, vastaa maani YG-luokkaa (pääkomponentti on WC.Co).
P-luokka, mukaan lukien P01-P50, vastaa kotimaani YT-luokkaa (joka koostuu pääasiassa WC.TiC.Co:sta).
M-luokka, mukaan lukien M10-M40, vastaa kotimaani YW-luokkaa (pääkomponentti on WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Jokainen luokka edustaa sarjaa metalliseoksia korkeasta kovuudesta maksimisitkeyteen numeroilla 01-50.
⑵ Sementoidun kovametallin leikkaustyökalujen suorituskykyominaisuudet
① Korkea kovuus: Sementoidut kovametallileikkaustyökalut on valmistettu kovametallista, jolla on korkea kovuus ja sulamispiste (kutsutaan kovaksi faasiksi) ja metallisideaineesta (kutsutaan sidosfaasiksi) jauhemetallurgisella menetelmällä, ja sen kovuus saavuttaa 89-93HRA:n, paljon korkeampi kuin pikateräksen kovuus 5400 C:ssa voi silti saavuttaa 82-87HRA:n, joka on sama kuin nopean teräksen kovuus huoneenlämpötilassa (83-86HRA). Sementoidun karbidin kovuusarvo vaihtelee karbidin metallin sitoutumisvaiheen luonteen, määrän, hiukkaskoon ja pitoisuuden mukaan ja yleensä laskee sidosmetallifaasin pitoisuuden kasvaessa. Kun sideainefaasipitoisuus on sama, YT-seosten kovuus on korkeampi kuin YG-seosten, ja TaC:llä (NbC) lisätyillä seoksilla on korkeampi korkean lämpötilan kovuus.
② Taivutuslujuus ja sitkeys: Yleisesti käytetyn sementoidun kovametallin taivutuslujuus on alueella 900-1500MPa. Mitä suurempi metallisideainefaasipitoisuus on, sitä suurempi on taivutuslujuus. Kun sideainepitoisuus on sama, YG-tyypin (WC-Co) lejeeringin lujuus on suurempi kuin YT-tyypin (WC-TiC-Co) lejeeringin, ja lujuus pienenee TiC-pitoisuuden kasvaessa. Sementoitu kovametalli on hauras materiaali, ja sen iskunkestävyys huoneenlämpötilassa on vain 1/30 - 1/8 nopean teräksen lujuudesta.
⑶ Yleisesti käytettyjen kovametallileikkaustyökalujen käyttö
YG-seoksia käytetään pääasiassa valuraudan, ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien käsittelyyn. Hienorakeisilla kovilla metalliseoksilla (kuten YG3X, YG6X) on korkeampi kovuus ja kulutuskestävyys kuin keskirakeisilla kovilla seoksilla, kun kobolttipitoisuus on sama, ja ne soveltuvat joidenkin erikoiskovien valuraudan, austeniittisen ruostumattoman teräksen, lämmönkestävän käsittelyyn. metalliseokset, titaaniseos, kova pronssi ja kulutusta kestävät eristemateriaalit jne.
YT-tyypin kovametallin merkittäviä etuja ovat korkea kovuus, hyvä lämmönkestävyys, korkeampi kovuus ja puristuslujuus korkeassa lämpötilassa kuin YG-tyypin sekä hyvä hapettumisenkestävyys. Siksi, kun veitseltä vaaditaan korkeampi lämmönkestävyys ja kulutuskestävyys, tulee valita korkeamman TiC-pitoisuuden omaava laatu. YT-lejeeringit soveltuvat muovimateriaalien, kuten teräksen, käsittelyyn, mutta eivät sovellu titaaniseosten ja pii-alumiiniseosten käsittelyyn.
YW-lejeeringillä on YG- ja YT-seosten ominaisuudet, ja sillä on hyvä kokonaisvaltainen suorituskyky. Sitä voidaan käyttää paitsi teräsmateriaalien, myös valuraudan ja ei-rautametallien käsittelyyn. Jos kobolttipitoisuutta lisätään asianmukaisesti, tämän tyyppisen metalliseoksen lujuus voi olla erittäin korkea ja sitä voidaan käyttää erilaisten vaikeasti työstettävien materiaalien karkeakoneistukseen ja katkonaiseen leikkaukseen.
6. Pikateräsveitset
High Speed Steel (lyhyesti HSS) on runsasseostettu työkaluteräs, johon on lisätty enemmän seosaineita, kuten W, Mo, Cr ja V. Nopeilla teräsleikkaustyökaluilla on erinomainen kokonaisvaltainen suorituskyky lujuuden, sitkeyden ja valmistettavuuden suhteen. Monimutkaisissa leikkaustyökaluissa, erityisesti reiänkäsittelytyökalujen, jyrsimien, kierteitystyökalujen, avennusten, hammaspyörätyökalujen ja muiden monimutkaisten leikkaustyökalujen valmistuksessa, nopealla teräksellä on edelleen hallitseva asema. Nopeat teräsveitset ovat helppoja teroittaa leikkuureunat.
Eri käyttötarkoitusten mukaan pikateräs voidaan jakaa yleiskäyttöiseen pikateräkseen ja korkean suorituskyvyn pikateräkseen.
the
⑴ Yleiskäyttöiset nopeat teräsleikkaustyökalut
the
Yleiskäyttöinen nopea teräs. Yleensä se voidaan jakaa kahteen tyyppiin: volframiteräs ja volframi-molybdeeniteräs. Tämäntyyppinen pikateräs sisältää lisäainetta (C) 0,7 prosentista 0,9 prosenttiin . Teräksen erilaisen volframipitoisuuden mukaan se voidaan jakaa volframiteräkseen, jonka W on 12 prosenttia tai 18 prosenttia, volframi-molybdeeniteräkseen, jonka W on 6 prosenttia tai 8 prosenttia, ja molybdeeniteräkseen, jonka W on 2 prosenttia tai ei ollenkaan. Yleiskäyttöisellä pikateräksellä on tietty kovuus (63-66HRC) ja kulutuskestävyys, korkea lujuus ja sitkeys, hyvä plastisuus ja työstötekniikka, joten sitä käytetään laajasti erilaisten monimutkaisten työkalujen valmistuksessa.
① Volframiteräs: Yleiskäyttöisen nopean teräksen volframiteräksen tyypillinen laatu on W18Cr4V (lyhyesti W18), jolla on hyvä kokonaisvaltainen suorituskyky. Korkean lämpötilan kovuus 6000 C:ssa on 48,5 HRC, ja sitä voidaan käyttää useiden monimutkaisten työkalujen valmistukseen. Sen etuna on hyvä jauhattavuus ja alhainen hiilenpoistoherkkyys, mutta suuren karbidien pitoisuuden vuoksi jakautuminen on suhteellisen epätasaista, hiukkaset ovat suuria ja lujuus ja sitkeys eivät ole korkeat.
② Volframi-molybdeeniteräs: viittaa nopeaan teräkseen, joka saadaan korvaamalla osa volframiteräksessä olevasta volframista molybdeenillä. Tyypillinen volframi-molybdeeniteräslaatu on W6Mo5Cr4V2, (lyhennettynä M2). M2:n karbidihiukkaset ovat hienoja ja tasalaatuisia, ja sen lujuus, sitkeys ja plastisuus korkeissa lämpötiloissa ovat parempia kuin W18Cr4V:n. Toinen volframi-molybdeeniteräs on W9Mo3Cr4V (lyhennettynä W9), sen lämpöstabiilisuus on hieman korkeampi kuin M2-teräksellä, sen taivutuslujuus ja sitkeys ovat parempia kuin W6M05Cr4V2, ja sillä on hyvä työstettävyys.
⑵ Tehokkaat nopeat teräsleikkaustyökalut
the
Suorituskykyinen pikateräs viittaa uudentyyppiseen teräkseen, joka lisää hiilipitoisuutta, vanadiinipitoisuutta ja seosaineita, kuten Co ja Al, yleiskäyttöiseen pikateräskoostumukseen, mikä parantaa sen lämmönkestävyyttä ja kulutuskestävyyttä. . Siellä on pääasiassa seuraavat luokat:
① Korkeahiilinen nopea teräs. Korkeahiilinen nopea teräs (kuten 95W18Cr4V), jonka kovuus huoneenlämmössä ja korkeassa lämpötilassa on korkea, soveltuu tavallisen teräksen ja valuraudan valmistukseen ja käsittelyyn, porat, kalvimet, tapit ja jyrsimet, joilla on korkeat kulutuskestävyysvaatimukset, tai työkaluja kovempien materiaalien käsittelyyn. Se ei sovellu kestämään suuria iskuja.
the
② Korkeavanadiinipitoinen nopea teräs. Tyypilliset laatulajit, kuten W12Cr4V4Mo, (jota kutsutaan nimellä EV4), jotka sisältävät V:tä nostettuna 3 prosentista 5 prosenttiin, hyvä kulutuskestävyys, sopivat materiaalien leikkaamiseen, joissa työkalut ovat erittäin kuluneet, kuten kuitu, kova kumi, muovi jne. voidaan käyttää myös materiaalien, kuten ruostumattoman teräksen, korkean lujan teräksen ja korkean lämpötilan metalliseosten käsittelyyn.
the
③ Koboltti nopea teräs. Se on kobolttia sisältävää superkovaa nopeaa terästä, jonka tyypillinen laatu, kuten W2Mo9Cr4VCo8, (lyhennettynä M42), on korkea kovuus, ja sen kovuus voi saavuttaa 69-70HRC:n. Se soveltuu erittäin lujan lämmönkestävän teräksen, korkeiden lämpötilojen metalliseosten, titaaniseosten jne. työstämiseen. Työstömateriaalilla M42 on hyvä hiovuus ja se soveltuu tarkkuus- ja monimutkaisten työkalujen valmistukseen, mutta se ei sovellu työskentelyyn iskuleikkauksen alla ehdot.
④ Alumiininen nopea teräs. Se kuuluu alumiinia sisältävään superkovaan nopeaan teräkseen, tyypillisiin laatuihin, kuten W6Mo5Cr4V2Al, (lyhennettynä 501), korkean lämpötilan kovuus saavuttaa 54 HRC:n 6000 C:ssa ja leikkausteho vastaa M42:ta. Se soveltuu jyrsimien, porien, kalvinten, hammaspyörien jyrsimien ja avenninten valmistukseen. jne., joita käytetään materiaalien, kuten seosteräksen, ruostumattoman teräksen, erikoislujan teräksen ja superseosten käsittelyyn.
the
⑤ Typen superkova nopea teräs. Tyypillisiä laatuja, kuten W12M03Cr4V3N, josta käytetään nimitystä (V3N), ovat typpeä sisältävät superkovat pikateräkset. Kovuus, lujuus ja sitkeys vastaavat M42:ta. käsittelyä.
the
(3) Pikateräksen sulatus ja jauhemetallurginen pikateräs
Eri valmistusprosessien mukaan pikateräs voidaan jakaa sulavaan pikateräkseen ja jauhemetallurgiseen pikateräkseen.
the
① Pikateräksen sulatus: Sekä tavallinen pikateräs että korkean suorituskyvyn nopea teräs valmistetaan sulattamalla. Niistä valmistetaan veitsiä prosesseilla, kuten sulatuksella, harkkovalulla sekä pinnoituksella ja valssauksella. Vakava ongelma, jota todennäköisesti esiintyy pikateräksen sulatuksessa, on karbidin erottelu. Kovat ja hauraat karbidit ovat jakautuneet epätasaisesti pikateräksessä, ja rakeet ovat karkeita (jopa kymmeniä mikroneja). ja haitallisia vaikutuksia leikkaustehoon.
the
② Jauhemetallurginen nopea teräs (PM HSS): Jauhemetallurginen nopea teräs (PM HSS) on sulaa terästä, joka on sulatettu korkeataajuisessa induktiouunissa, sumutettu korkeapaineisella argonilla tai puhtaalla typellä ja sitten sammutettu hienon teräksen saamiseksi. ja tasaiset kiteet Mikrorakenne (nopea teräsjauhe), ja purista sitten saatu jauhe veitsiaihioksi korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa tai tee ensin teräsaihio ja sitten tako ja rullaa se veitsen muotoiseksi. Verrattuna sulatusmenetelmällä valmistettuun pikateräkseen, PM HSS:llä on seuraavat edut: kovametallirakeet ovat hienoja ja tasaisia, ja lujuus, sitkeys ja kulutuskestävyys ovat paljon parempia sulattamalla valmistettuun pikateräkseen verrattuna. Monimutkaisten CNC-työkalujen alalla PM HSS -työkalut kehittyvät edelleen ja niillä on tärkeä rooli. Tyypillisiä laatuja, kuten F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN jne., voidaan käyttää suurikokoisten, raskaita, iskunkestäviä veitsiä, ja niitä voidaan käyttää myös tarkkuusveitsien valmistukseen.
03
CNC-työkalumateriaalien valintaperiaatteet
Tällä hetkellä laajalti käytettyjä CNC-leikkaustyökalumateriaaleja ovat pääasiassa timanttileikkaustyökalut, kuutiometriset boorinitridileikkaustyökalut, keraamiset leikkaustyökalut, päällystetyt leikkaustyökalut, kovametallileikkaustyökalut ja nopeat teräsleikkaustyökalut.
