Geram arkliui reikia gero balno ir jis naudoja pažangią CNC apdirbimo įrangą. Jei naudojami netinkami įrankiai, tai bus nenaudinga! Tinkamos įrankio medžiagos parinkimas turi didelę įtaką įrankio tarnavimo laikui, apdorojimo efektyvumui, apdorojimo kokybei ir apdirbimo išlaidoms. Šiame straipsnyje pateikiama naudingos informacijos apie žinias apie peilius, rinkti jas ir persiųsti, mokykimės kartu.
Įrankių medžiagos turi turėti pagrindines savybes
Įrankių medžiagų pasirinkimas turi didelę įtaką įrankio tarnavimo laikui, apdorojimo efektyvumui, apdorojimo kokybei ir apdirbimo išlaidoms. Pjovimo metu įrankiai turi atlaikyti aukštą slėgį, aukštą temperatūrą, trintį, smūgį ir vibraciją. Todėl įrankių medžiagos turi turėti šias pagrindines savybes:
(1) Kietumas ir atsparumas dilimui. Įrankio medžiagos kietumas turi būti didesnis nei ruošinio medžiagos kietumas, kuris paprastai turi būti didesnis nei 60 HRC. Kuo didesnis įrankio medžiagos kietumas, tuo didesnis atsparumas dilimui.
(2) Stiprumas ir tvirtumas. Įrankio medžiagos turi būti labai tvirtos ir tvirtos, kad atlaikytų pjovimo jėgas, smūgius ir vibraciją bei apsaugotų nuo trapios įrankio lūžimo ir įskilimo.
(3) Atsparumas karščiui. Įrankio medžiaga turi gerą atsparumą karščiui, gali atlaikyti aukštą pjovimo temperatūrą ir turi gerą atsparumą oksidacijai.
(4) Proceso efektyvumas ir ekonomiškumas. Įrankių medžiagos turi turėti geras kalimo, terminio apdorojimo, suvirinimo savybes; šlifavimo našumą ir pan., ir turėtų siekti aukšto našumo ir kainos santykio.
Įrankių medžiagų tipai, savybės, charakteristikos ir pritaikymas
1. Deimantinių įrankių medžiagos
Deimantas yra anglies alotropas ir yra kiečiausia gamtoje randama medžiaga. Deimantiniai pjovimo įrankiai turi didelį kietumą, didelį atsparumą dilimui ir aukštą šilumos laidumą, yra plačiai naudojami spalvotųjų metalų ir nemetalinių medžiagų apdirbimui. Ypač greitai pjaunant aliuminį ir silicio-aliuminio lydinius, deimantiniai įrankiai yra pagrindinis sunkiai pakeičiamų pjovimo įrankių tipas. Deimantiniai įrankiai, galintys pasiekti aukštą efektyvumą, aukštą stabilumą ir ilgą tarnavimo laiką, yra nepakeičiami ir svarbūs įrankiai šiuolaikiniame CNC apdirbime.
⑴ Deimantinių įrankių tipai
① Natūralūs deimantiniai įrankiai: natūralūs deimantai buvo naudojami kaip pjovimo įrankiai šimtus metų. Natūralūs vienakristaliniai deimantiniai įrankiai buvo smulkiai šlifuoti, kad pjovimo briauna būtų itin aštri. Pjovimo briaunos spindulys gali siekti 0,002 μm, todėl galima pasiekti itin ploną pjovimą. Jis gali apdoroti itin didelį ruošinio tikslumą ir itin mažą paviršiaus šiurkštumą. Tai pripažintas, idealus ir nepakeičiamas itin tikslus apdirbimo įrankis.
② PCD deimantiniai pjovimo įrankiai: natūralūs deimantai yra brangūs. Plačiausiai pjovimo procese naudojamas deimantas yra polikristalinis deimantas (PCD). Nuo aštuntojo dešimtmečio pradžios buvo kuriamas polikristalinis deimantas (Polycrystauine deimantas, vadinamas PCD peiliais), pagamintas naudojant aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sintezės technologiją. Po sėkmės natūralūs deimantiniai pjovimo įrankiai daugeliu atvejų buvo pakeisti dirbtiniu polikristaliniu deimantu. PCD žaliavos yra turtingos šaltinių, o jų kaina tesudaro nuo kelių iki dešimtosios natūralaus deimantų kainos. PCD pjovimo įrankių negalima šlifuoti, kad būtų pagaminti itin aštrūs pjovimo įrankiai. Pjovimo briaunos ir apdoroto ruošinio paviršiaus kokybė nėra tokia gera kaip natūralaus deimanto. Pramonėje dar nėra patogu gaminti PCD peiliukus su lustų laužikliais. Todėl PCD galima naudoti tik tiksliam spalvotųjų metalų ir nemetalų pjovimui, be to, sunku pasiekti itin didelio tikslumo. Tikslus veidrodžio pjovimas.
③ CVD deimantiniai pjovimo įrankiai: nuo aštuntojo dešimtmečio pabaigos iki devintojo dešimtmečio pradžios CVD deimantų technologija pasirodė Japonijoje. CVD deimantas reiškia cheminio nusodinimo garais (CVD) naudojimą deimantų plėvelei sintezuoti ant nevienalytės matricos (pvz., cementuoto karbido, keramikos ir kt.). CVD deimantas turi lygiai tokią pačią struktūrą ir savybes kaip ir natūralus deimantas. CVD deimantų našumas labai panašus į natūralų deimantą. Jis turi natūralaus monokristalinio deimanto ir polikristalinio deimanto (PCD) privalumus ir tam tikru mastu įveikia jų trūkumus.
⑵ Deimantinių įrankių veikimo charakteristikos
① Itin didelis kietumas ir atsparumas dilimui: natūralus deimantas yra kiečiausia gamtoje randama medžiaga. Deimantas pasižymi itin dideliu atsparumu dilimui. Apdorojant didelio kietumo medžiagas, deimantinių įrankių tarnavimo laikas yra 10–100 kartų didesnis nei karbido įrankių ar net šimtus kartų.
② Turi labai mažą trinties koeficientą: trinties koeficientas tarp deimantų ir kai kurių spalvotųjų metalų yra mažesnis nei kitų pjovimo įrankių. Trinties koeficientas yra mažas, deformacija apdorojimo metu yra maža, o pjovimo jėgą galima sumažinti.
③ Pjovimo briauna labai aštri: deimantinio įrankio pjovimo briauna gali būti labai aštri. Natūralus vieno kristalo deimantinis įrankis gali būti net 0,002–0,008 μm, kuris gali atlikti itin ploną pjovimą ir itin tikslų apdorojimą.
④ Didelis šilumos laidumas: deimantas turi didelį šilumos laidumą ir šilumos difuziją, todėl pjovimo šiluma lengvai išsisklaido, o įrankio pjovimo dalies temperatūra yra žema.
⑤ Turi mažesnį šiluminio plėtimosi koeficientą: deimantų šiluminio plėtimosi koeficientas yra kelis kartus mažesnis nei cementuoto karbido, o įrankio dydžio pokytis dėl pjovimo karščio yra labai mažas, o tai ypač svarbu tiksliam ir itin tiksliam apdirbimui. reikalauja didelio matmenų tikslumo.
⑶ Deimantinių įrankių taikymas
Deimantiniai įrankiai dažniausiai naudojami smulkiam spalvotųjų metalų ir nemetalinių medžiagų pjovimui ir gręžimui dideliu greičiu. Tinka įvairių dilimui atsparių nemetalų apdirbimui, pavyzdžiui, stiklo pluošto miltelinės metalurgijos ruošiniams, keraminėms medžiagoms ir kt.; įvairūs dilimui atsparūs spalvotieji metalai, pavyzdžiui, įvairūs silicio ir aliuminio lydiniai; ir įvairių spalvotųjų metalų baigiamasis apdirbimas.
Deimantinių įrankių trūkumas yra tas, kad jie turi prastą terminį stabilumą. Kai pjovimo temperatūra viršija 700 ℃ ~ 800 ℃, jie visiškai praras savo kietumą. Be to, jie netinka juodiesiems metalams pjauti, nes deimantas (anglis) lengvai reaguoja su geležimi aukštoje temperatūroje. Atominis veikimas anglies atomus paverčia grafito struktūra, todėl įrankis lengvai pažeidžiamas.
2. Kubinė boro nitrido įrankių medžiaga
Kubinis boro nitridas (CBN), antroji itin kieta medžiaga, susintetinta naudojant metodą, panašų į deimantų gamybą, pagal kietumą ir šilumos laidumą nusileidžia tik deimantui. Jis turi puikų šiluminį stabilumą ir gali būti šildomas iki 10 000 C atmosferoje. Oksidacija nevyksta. CBN pasižymi ypač stabiliomis juodųjų metalų cheminėmis savybėmis ir gali būti plačiai naudojamas plieno gaminių apdirbimui.
⑴ Kubinių boro nitrido pjovimo įrankių tipai
Kubinis boro nitridas (CBN) yra gamtoje neegzistuojanti medžiaga. Jis skirstomas į monokristalinį ir polikristalinį, ty CBN monokristalinį ir polikristalinį kubinį boro nitridą (polikristalinis kubinis bornnitridas, sutrumpintai PCBN). CBN yra vienas iš boro nitrido (BN) alotropų, kurio struktūra panaši į deimantą.
PCBN (polikristalinis kubinis boro nitridas) yra polikristalinė medžiaga, kurioje smulkios CBN medžiagos yra sukepinamos kartu per surišimo fazes (TiC, TiN, Al, Ti ir kt.) esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Šiuo metu tai antra pagal kietumą dirbtinai susintetinta medžiaga. Deimantinė įrankių medžiaga, kartu su deimantu, bendrai vadinama superkieta įrankių medžiaga. PCBN daugiausia naudojamas peiliams ar kitiems įrankiams gaminti.
PCBN pjovimo įrankiai gali būti suskirstyti į kietus PCBN peiliukus ir PCBN kompozicinius peilius, sukepintas karbidu.
PCBN kompoziciniai peiliukai gaminami sukepinant 0,5–1,0 mm storio PCBN sluoksnį ant cementinio karbido, kurio tvirtumas ir kietumas yra geras. Jo veikimas derina gerą kietumą su dideliu kietumu ir atsparumu dilimui. Tai išsprendžia mažo lenkimo stiprumo ir sudėtingo CBN peilių suvirinimo problemas.
⑵ Pagrindinės kubinio boro nitrido savybės ir charakteristikos
Nors kubinio boro nitrido kietumas yra šiek tiek mažesnis nei deimantų, jis yra daug didesnis nei kitų didelio kietumo medžiagų. Išskirtinis CBN privalumas yra tas, kad jo terminis stabilumas yra daug didesnis nei deimantų, pasiekiantis aukštesnę nei 1200 °C temperatūrą (deimantas yra 700–800 °C). Kitas išskirtinis privalumas yra tai, kad jis yra chemiškai inertiškas ir nereaguoja su geležimi 1200-1300°C temperatūroje. reakcija. Pagrindinės kubinio boro nitrido veikimo charakteristikos yra šios.
① Didelis kietumas ir atsparumas dilimui: CBN kristalų struktūra yra panaši į deimantą, o kietumas ir stiprumas yra panašus į deimantą. PCBN ypač tinka apdirbti didelio kietumo medžiagas, kurias buvo galima tik prieš tai šlifuoti, ir gali gauti geresnę ruošinio paviršiaus kokybę.
② Didelis terminis stabilumas: CBN atsparumas karščiui gali siekti 1400 ~ 1500 ℃, o tai yra beveik 1 kartą didesnis nei deimanto atsparumas karščiui (700 ~ 800 ℃). PCBN įrankiai gali pjauti aukštos temperatūros lydinius ir grūdintą plieną dideliu greičiu, 3–5 kartus didesniu nei karbido įrankiai.
③ Puikus cheminis stabilumas: jis neturi cheminės sąveikos su geležies pagrindu pagamintomis medžiagomis iki 1200–1300 °C ir nesidėvi taip smarkiai kaip deimantas. Šiuo metu jis vis dar gali išlaikyti cementuoto karbido kietumą; PCBN įrankiai tinka pjaustyti grūdinto plieno dalis ir atšaldytą ketų, gali būti plačiai naudojami greitam ketaus pjovimui.
④ Geras šilumos laidumas: nors CBN šilumos laidumas negali neatsilikti nuo deimantų, PCBN šilumos laidumas tarp įvairių įrankių medžiagų yra antras po deimantų ir daug didesnis nei greitaeigio plieno ir cementuoto karbido.
⑤ Turi mažesnį trinties koeficientą: Mažas trinties koeficientas gali sumažinti pjovimo jėgą pjovimo metu, sumažinti pjovimo temperatūrą ir pagerinti apdirbamo paviršiaus kokybę.
⑶ Kubinių boro nitrido pjovimo įrankių taikymas
Kubinis boro nitridas tinka įvairioms sunkiai pjaustomoms medžiagoms, tokioms kaip grūdintas plienas, kietasis ketus, aukštos temperatūros lydiniai, cementuotas karbidas ir paviršiaus purškimo medžiagos, apdailai. Apdorojimo tikslumas gali siekti IT5 (skylė yra IT6), o paviršiaus šiurkštumo vertė gali būti tokia maža kaip Ra1,25–0,20 μm.
Kubinė boro nitrido įrankių medžiaga turi prastą kietumą ir atsparumą lenkimui. Todėl kubiniai boro nitrido tekinimo įrankiai netinka grubiam apdirbimui esant mažam greičiui ir didelėms smūgio apkrovoms; tuo pačiu metu jie netinka didelio plastiškumo medžiagoms (pvz., aliuminio lydiniams, vario lydiniams, nikelio lydiniams, didelio plastiškumo plienams ir kt.) pjauti, nes pjovimo metu atsiras rimtų susikaupusių briaunų. su metalu, pablogindamas apdirbtą paviršių.
3. keraminės įrankių medžiagos
Keraminiai pjovimo įrankiai pasižymi dideliu kietumu, dideliu atsparumu dilimui, puikiu atsparumu karščiui ir cheminiu stabilumu, todėl juos nelengva sujungti su metalu. Keraminiai įrankiai vaidina labai svarbų vaidmenį CNC apdirbime. Keramikiniai įrankiai tapo vienu iš pagrindinių įrankių greitam pjovimui ir sunkiai apdirbamų medžiagų apdirbimui. Keraminiai pjovimo įrankiai plačiai naudojami greitam pjovimui, sausam pjovimui, kietam pjovimui ir sunkiai apdirbamų medžiagų pjovimui. Keraminiais įrankiais galima efektyviai apdirbti kietas medžiagas, kurių tradiciniais įrankiais išvis neapdoroja, suvokiant „tekinimas, o ne šlifavimas“; optimalus keraminių įrankių pjovimo greitis gali būti 2–10 kartų didesnis nei karbido įrankių, todėl labai pagerėja pjovimo gamybos efektyvumas. ; Pagrindinės keraminių įrankių medžiagose naudojamos žaliavos yra gausiausiai žemės plutoje esantys elementai. Todėl keraminių įrankių propagavimas ir taikymas turi didelę reikšmę gerinant našumą, mažinant apdirbimo kaštus, taupant strateginius tauriuosius metalus. Tai taip pat labai paskatins pjovimo technologijos plėtrą. progresą.
⑴ Keraminių įrankių medžiagų rūšys
Keraminių įrankių medžiagų tipus paprastai galima suskirstyti į tris kategorijas: keramiką aliuminio oksido pagrindu, keramiką silicio nitrido pagrindu ir sudėtinę silicio nitrido ir aliuminio oksido keramiką. Tarp jų plačiausiai naudojamos aliuminio oksido ir silicio nitrido keraminės įrankių medžiagos. Silicio nitrido pagrindu pagamintos keramikos savybės yra pranašesnės nei keramikos aliuminio oksido pagrindu.
⑵ Keraminių pjovimo įrankių veikimas ir charakteristikos
① Didelis kietumas ir geras atsparumas dilimui: nors keraminių pjovimo įrankių kietumas nėra toks didelis kaip PCD ir PCBN, jis yra daug didesnis nei karbido ir greitaeigių plieno pjovimo įrankių, pasiekiantis 93-95HRA. Keraminiais pjovimo įrankiais galima apdirbti labai kietas medžiagas, kurias sunku apdirbti tradiciniais pjovimo įrankiais ir tinka pjovimui dideliu greičiu ir kietam pjovimui.
② Atsparumas aukštai temperatūrai ir geras atsparumas karščiui: Keraminiai pjovimo įrankiai vis tiek gali pjauti aukštesnėje nei 1200 °C temperatūroje. Keraminiai pjovimo įrankiai pasižymi geromis aukštos temperatūros mechaninėmis savybėmis. A12O3 keraminiai pjovimo įrankiai pasižymi ypač geru atsparumu oksidacijai. Net jei pjovimo briauna yra labai įkaitusi, ją galima naudoti nuolat. Todėl keraminiais įrankiais galima pasiekti sauso pjovimo, todėl nebereikės pjovimo skysčio.
③ Geras cheminis stabilumas: Keraminius pjovimo įrankius nėra lengva sujungti su metalu, jie yra atsparūs korozijai ir turi gerą cheminį stabilumą, o tai gali sumažinti pjovimo įrankių susidėvėjimą.
④ Mažas trinties koeficientas: Keraminių įrankių ir metalo giminingumas yra mažas, o trinties koeficientas yra mažas, todėl gali sumažėti pjovimo jėga ir pjovimo temperatūra.
⑶ Keraminiai peiliai turi pritaikymų
Keramika yra viena iš įrankių medžiagų, daugiausia naudojamų greitam apdailai ir pusiau apdailai. Keraminiai pjovimo įrankiai tinkami pjauti įvairius ketus (pilkasis ketaus, kaliojo ketaus, kaliojo ketaus, atšaldyto ketaus, didelio legiruoto dilimui atsparaus ketaus) ir plieno medžiagas (anglies konstrukcinį plieną, legiruotą konstrukcinį plieną, didelio stiprumo plieną, didelio mangano plieno, grūdinto plieno ir kt.), taip pat gali būti naudojamas vario lydiniams, grafitui, inžineriniam plastikui ir kompozicinėms medžiagoms pjaustyti.
Keraminių pjovimo įrankių medžiagų savybės yra susijusios su mažu atsparumu lenkimui ir mažu atsparumu smūgiams, todėl jie netinkami pjauti mažu greičiu ir veikiant smūgio apkrovoms.
4. Dengtos įrankių medžiagos
Pjovimo įrankių dengimas yra vienas iš svarbių būdų pagerinti įrankių veikimą. Dengtų įrankių atsiradimas atnešė didelį proveržį pjovimo įrankių pjovimo našumo srityje. Dengti įrankiai yra padengti vienu ar keliais ugniai atsparių junginių sluoksniais, turinčiais gerą įrankio korpuso atsparumą dilimui ir gerą kietumą. Jis sujungia įrankio matricą su kieta danga, taip žymiai pagerindamas įrankio veikimą. Padengti įrankiai gali pagerinti apdorojimo efektyvumą, pagerinti apdorojimo tikslumą, pailginti įrankio tarnavimo laiką ir sumažinti apdorojimo išlaidas.
Apie 80% pjovimo įrankių, naudojamų naujose CNC staklėse, naudojami dengti įrankiai. Dengti įrankiai ateityje bus svarbiausia įrankių įvairovė CNC apdirbimo srityje.
⑴ Dengtų įrankių tipai
Pagal skirtingus dengimo būdus padengtus įrankius galima suskirstyti į cheminio nusodinimo garais (CVD) dengtus įrankius ir fizinio nusodinimo garais (PVD) padengtus įrankius. Dengti karbido pjovimo įrankiai paprastai naudoja cheminį garų nusodinimo metodą, o nusodinimo temperatūra yra apie 1000 ° C. Dengti greitaeigiai plieniniai pjovimo įrankiai paprastai naudoja fizinį garų nusodinimo metodą, o nusodinimo temperatūra yra apie 500 ° C;
Pagal įvairias padengtų įrankių pagrindo medžiagas, padengtus įrankius galima suskirstyti į karbidu dengtus įrankius, greitaeigius plienu dengtus įrankius ir padengtus keramikos bei itin kietų medžiagų (deimantų ir kubinių boro nitrido) įrankius.
Pagal dangos medžiagos savybes dengtus įrankius galima suskirstyti į dvi kategorijas: „kietai“ padengtus įrankius ir „minkštus“ padengtus įrankius. Pagrindiniai „kietai“ padengtų įrankių tikslai yra didelis kietumas ir atsparumas dilimui. Pagrindiniai privalumai yra didelis kietumas ir geras atsparumas dilimui, dažniausiai TiC ir TiN dangos. „Minkštos“ dangos įrankių tikslas yra mažas trinties koeficientas, dar žinomas kaip savaiminio tepimo įrankiai, kurių trintis su ruošinio medžiaga Koeficientas yra labai mažas, tik apie 0,1, o tai gali sumažinti sukibimą, sumažinti trintį ir sumažinti pjovimą. jėga ir pjovimo temperatūra.
Neseniai buvo sukurti nanodangos (Nanoeoating) pjovimo įrankiai. Tokiuose dengtuose įrankiuose gali būti naudojami skirtingi dengimo medžiagų deriniai (pvz., metalas/metalas, metalas/keramika, keramika/keramika ir kt.), kad atitiktų skirtingus funkcinius ir eksploatacinius reikalavimus. Dėl tinkamai suprojektuotų nano dangų įrankių medžiagos gali turėti puikias trintį mažinančias ir nusidėvėjimą mažinančias bei savaiminio sutepimo savybes, todėl jos yra tinkamos greitam sausam pjovimui.
⑵ Dengtų pjovimo įrankių charakteristikos
① Geros mechaninės ir pjovimo savybės: padengti įrankiai sujungia puikias pagrindinės medžiagos ir dangos medžiagos savybes. Jie ne tik išlaiko gerą pagrindinės medžiagos kietumą ir aukštą stiprumą, bet ir pasižymi dideliu kietumu, dideliu atsparumu dilimui ir mažu trinties koeficientu. Todėl dengtų įrankių pjovimo greitis gali būti padidintas daugiau nei 2 kartus nei nepadengtų įrankių ir leidžiami didesni pastūmos greitis. Taip pat pailgėja dengtų įrankių tarnavimo laikas.
② Didelis universalumas: dengti įrankiai yra labai universalūs ir žymiai išplečia apdorojimo diapazoną. Vienas dengtas įrankis gali pakeisti kelis nepadengtus įrankius.
③ Dangos storis: padidėjus dangos storiui, įrankio tarnavimo laikas taip pat ilgės, tačiau kai dangos storis pasieks prisotintą, įrankio tarnavimo laikas žymiai nepadidės. Kai danga bus per stora, ji lengvai nulups; kai danga per plona, atsparumas dilimui bus prastas.
④ Perdirbamumas: padengti peiliukai yra prastai šlifuojami, sudėtinga dengimo įranga, aukšti proceso reikalavimai ir ilgas dengimo laikas.
⑤ Dangos medžiaga: Įrankiai su skirtingomis dangos medžiagomis turi skirtingą pjovimo našumą. Pavyzdžiui: pjaunant mažu greičiu, TiC danga turi privalumų; pjaunant dideliu greičiu labiau tinka TiN.
⑶ Dengtų pjovimo įrankių naudojimas
Dengti įrankiai turi didelį potencialą CNC apdirbimo srityje ir ateityje bus svarbiausia įrankių įvairovė CNC apdirbimo srityje. Dengimo technologija buvo pritaikyta galinėms frezoms, sraigtams, grąžtams, sudėtiniams skylių apdirbimo įrankiams, krumpliaračių plokštėms, krumpliaračių formavimo pjaustytuvams, krumpliaračių skutimosi pjaustytuvams, formavimo tarpams ir įvairiems mašina prispaudžiamiems indeksuojamiesiems įdėklams, kad atitiktų įvairius greito pjovimo reikalavimus. Tokių medžiagų kaip plienas ir ketaus, karščiui atsparių lydinių ir spalvotųjų metalų poreikiai.
5. Karbido įrankių medžiagos
Karbido pjovimo įrankiai, ypač indeksuojami karbido pjovimo įrankiai, yra pagrindiniai CNC apdirbimo įrankių gaminiai. Nuo devintojo dešimtmečio įvairių vientisų ir indeksuojamų karbido pjovimo įrankių ar įdėklų įvairovė buvo išplėsta iki įvairių tipų. Įvairių pjovimo įrankių laukų, kuriuose indeksuojami karbido įrankiai išsiplėtė nuo paprastų tekinimo įrankių ir paviršių frezų iki įvairių tikslių, sudėtingų ir formavimo įrankių laukų.
⑴ Karbido pjovimo įrankių tipai
Pagal pagrindinę cheminę sudėtį cementuotas karbidas gali būti skirstomas į volframo karbido pagrindu pagamintą cementinį karbidą ir titano anglies (nitrido) (TiC(N)) cementuotą karbidą.
Volframo karbido pagrindu pagamintas cementinis karbidas yra trijų tipų: volframo kobaltas (YG), volframo kobalto titanas (YT) ir retas karbidas (YW). Kiekvienas turi savų privalumų ir trūkumų. Pagrindiniai komponentai yra volframo karbidas (WC) ir titano karbidas. (TiC), tantalo karbidas (TaC), niobio karbidas (NbC) ir kt. Dažniausiai naudojama metalo surišimo fazė yra Co.
Titano anglies (nitrido) pagrindu pagamintas cementuotas karbidas yra cementuotas karbidas, kurio pagrindinis komponentas yra TiC (kai kurie deda kitų karbidų arba nitridų). Dažniausiai naudojamos metalo surišimo fazės yra Mo ir Ni.
ISO (Tarptautinė standartizacijos organizacija) pjovimo karbidą skirsto į tris kategorijas:
K klasė, įskaitant Kl0 ~ K40, yra lygiavertė mano šalies YG klasei (pagrindinė sudedamoji dalis yra WC.Co).
P kategorija, įskaitant P01 ~ P50, atitinka mano šalies YT kategoriją (pagrindinis komponentas yra WC.TiC.Co).
M klasė, įskaitant M10–M40, atitinka mano šalies YW klasę (pagrindinis komponentas yra WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Kiekviena klasė yra lydinių serija nuo didelio kietumo iki didžiausio atsparumo, kurių skaičius yra nuo 01 iki 50.
⑵ Karbido pjovimo įrankių eksploatacinės charakteristikos
① Didelis kietumas: karbido pjovimo įrankiai yra pagaminti iš karbidų, turinčių aukštą kietumą ir lydymosi temperatūrą (vadinamą kietąja faze) ir metalinių rišamųjų medžiagų (vadinamų surišimo faze) miltelių metalurgijos būdu, kurių kietumas yra nuo 89 iki 93 HRA. , daug didesnis nei greitaeigis plienas. Esant 5400C, kietumas vis tiek gali siekti 82-87HRA, o tai yra toks pat kaip greitaeigio plieno kietumas kambario temperatūroje (83-86HRA). Cementuoto karbido kietumo vertė kinta priklausomai nuo karbidų pobūdžio, kiekio, dalelių dydžio ir metalo surišimo fazės kiekio, o paprastai mažėja didėjant rišančiojo metalo fazės kiekiui. Kai rišiklio fazės kiekis yra vienodas, YT lydinių kietumas yra didesnis nei YG lydinių, o lydinių, pridėtų su TaC (NbC), kietumas aukštoje temperatūroje yra didesnis.
② Lenkimo stipris ir kietumas: dažniausiai naudojamo cementuoto karbido lenkimo stipris yra nuo 900 iki 1500 MPa. Kuo didesnis metalo rišiklio fazės kiekis, tuo didesnis atsparumas lenkimui. Kai rišiklio kiekis yra vienodas, YG tipo (WC-Co) lydinio stiprumas yra didesnis nei YT tipo (WC-TiC-Co) lydinio, o didėjant TiC kiekiui, stiprumas mažėja. Cementuotas karbidas yra trapi medžiaga, o jo atsparumas smūgiams kambario temperatūroje yra tik 1/30–1/8 greitaeigio plieno.
⑶ Dažniausiai naudojamų karbido pjovimo įrankių naudojimas
YG lydiniai daugiausia naudojami ketaus, spalvotųjų metalų ir nemetalinių medžiagų apdirbimui. Smulkiagrūdis cementuotas karbidas (pvz., YG3X, YG6X) turi didesnį kietumą ir atsparumą dilimui nei vidutinio grūdėtumo karbidas, kuriame yra toks pat kobalto kiekis. Jis tinka apdirbti kai kurias specialias kietas ketaus, austenitinio nerūdijančio plieno, karščiui atsparaus lydinio, titano lydinio, kietos bronzos ir dilimui atsparias izoliacines medžiagas ir kt.
Ypatingi YT tipo cementuoto karbido privalumai yra didelis kietumas, geras atsparumas karščiui, didesnis kietumas ir atsparumas gniuždymui aukštoje temperatūroje nei YG tipo, ir geras atsparumas oksidacijai. Todėl, kai reikalaujama, kad peilis būtų atsparesnis karščiui ir dilimui, reikėtų pasirinkti rūšį su didesniu TiC kiekiu. YT lydiniai tinka plastikinėms medžiagoms, tokioms kaip plienas, apdoroti, bet netinka titano lydiniams ir silicio-aliuminio lydiniams apdoroti.
YW lydinys turi YG ir YT lydinių savybių ir turi geras visapusiškas savybes. Jis gali būti naudojamas plieno, ketaus ir spalvotųjų metalų apdirbimui. Tinkamai padidinus kobalto kiekį tokio tipo lydinyje, stiprumas gali būti labai didelis ir gali būti naudojamas grubiam apdirbimui bei pertraukiamam įvairių sunkiai apdirbamų medžiagų pjovimui.
6. Greitaeigio plieno pjovimo įrankiai
Greitaeigis plienas (HSS) yra labai legiruotas įrankių plienas, kuriame yra daugiau legiruojančių elementų, tokių kaip W, Mo, Cr ir V. Greitaeigiai plieniniai pjovimo įrankiai pasižymi puikiu visapusišku stiprumu, kietumu ir apdirbamumu. Sudėtinguose pjovimo įrankiuose, ypač turinčiuose sudėtingos formos ašmenis, tokius kaip skylių apdirbimo įrankiai, frezos, sriegimo įrankiai, prapjovimo įrankiai, krumpliaračio pjovimo įrankiai ir kt., vis dar naudojamas greitaeigis plienas. užimti dominuojančią padėtį. Greitaeigius plieninius peilius lengva pagaląsti, kad susidarytų aštrios pjovimo briaunos.
Pagal skirtingą paskirtį greitaeigį plieną galima suskirstyti į bendrosios paskirties greitaeigį plieną ir didelio našumo greitaeigį plieną.
⑴ Bendrosios paskirties greitaeigiai plieno pjovimo įrankiai
Bendrosios paskirties greitaeigis plienas. Paprastai jį galima suskirstyti į dvi kategorijas: volframo plieną ir volframo-molibdeno plieną. Šio tipo greitaeigiame pliene yra nuo 0,7% iki 0,9% (C). Pagal skirtingą volframo kiekį pliene jį galima suskirstyti į volframo plieną, kurio W kiekis yra 12% arba 18%, volframo-molibdeno plieną, kurio W kiekis yra 6% arba 8%, ir molibdeno plieną, kurio W kiekis yra 12% arba 18%. 2% arba visai ne. Bendrosios paskirties greitaeigis plienas turi tam tikrą kietumą (63-66HRC) ir atsparumą dilimui, didelį stiprumą ir kietumą, gerą plastiškumą ir apdirbimo technologiją, todėl plačiai naudojamas gaminant įvairius sudėtingus įrankius.
① Volframo plienas: tipiškas bendrosios paskirties greitaeigio plieno volframo plienas yra W18Cr4V (vadinamas W18). Jis turi gerą bendrą našumą. Aukštos temperatūros kietumas 6000 C temperatūroje yra 48,5 HRC ir gali būti naudojamas įvairiems sudėtingiems įrankiams gaminti. Jo pranašumai yra geras šlifavimas ir mažas dekarbonizacijos jautrumas, tačiau dėl didelio karbido kiekio, netolygaus pasiskirstymo, didelių dalelių ir mažo stiprumo bei kietumo.
② Volframo-molibdeno plienas: tai greitaeigis plienas, gaunamas dalį volframo volframo pliene pakeitus molibdenu. Tipinė volframo-molibdeno plieno rūšis yra W6Mo5Cr4V2 (vadinama M2). M2 karbido dalelės yra smulkios ir vienodos, o jo stiprumas, tvirtumas ir plastiškumas aukštoje temperatūroje yra geresni nei W18Cr4V. Kitas volframo-molibdeno plieno tipas yra W9Mo3Cr4V (sutrumpintai W9). Jo šiluminis stabilumas yra šiek tiek didesnis nei M2 plieno, jo stiprumas lenkimui ir kietumas yra geresni nei W6M05Cr4V2, o apdirbamumas yra geras.
⑵ Didelio našumo greitaeigiai plieno pjovimo įrankiai
Didelio našumo greitaeigis plienas reiškia naują plieną, kuris prideda šiek tiek anglies, vanadžio ir legiruojančių elementų, tokių kaip Co ir Al, į bendrosios paskirties greitaeigį plieną, taip pagerindamas jo atsparumą karščiui ir atsparumą dilimui. . Iš esmės yra šios kategorijos:
① Didelės anglies greitaeigis plienas. Didelės anglies greitaeigis plienas (pvz., 95W18Cr4V) turi didelį kietumą kambario temperatūroje ir aukštoje temperatūroje. Tinka gaminti ir apdirbti įprastą plieną ir ketų, grąžtus, srieginius, srieginius ir frezavimo stakles, kuriems keliami aukšti atsparumo dilimui reikalavimai, arba įrankius kietesnėms medžiagoms apdirbti. Netinka atlaikyti didelius smūgius.
② Greitaeigis plienas iš didelio vanadžio. Įprastos rūšys, tokios kaip W12Cr4V4Mo (vadinamos EV4), turi V kiekį padidintą iki 3% iki 5%, turi gerą atsparumą dilimui ir yra tinkamos pjaustyti medžiagas, kurios labai dėvisi įrankius, pvz., pluoštus, kietą gumą, plastiką. ir tt, taip pat gali būti naudojamas apdirbant tokias medžiagas kaip nerūdijantis plienas, didelio stiprumo plienas ir aukštos temperatūros lydiniai.
③ Kobalto greitaeigis plienas. Tai itin kietas greitaeigis plienas, kuriame yra kobalto. Tipiškos rūšys, tokios kaip W2Mo9Cr4VCo8 (vadinamos M42), turi labai didelį kietumą. Jo kietumas gali siekti 69-70 HRC. Tinka apdoroti sunkiai naudojamą didelio stiprumo karščiui atsparų plieną, aukštos temperatūros lydinius, titano lydinius ir kt. Apdorojimo medžiagos: M42 yra gerai šlifuojamas ir tinka tiksliesiems ir sudėtingiems įrankiams gaminti, bet netinka. darbui smūginio pjovimo sąlygomis.
④ Aliuminis greitaeigis plienas. Tai itin kietas greitaeigis plienas, kurio sudėtyje yra aliuminio. Tipiškos markės yra, pavyzdžiui, W6Mo5Cr4V2Al (vadinamos 501). Kietumas aukštoje temperatūroje 6000C taip pat siekia 54HRC. Pjovimo našumas atitinka M42. Jis tinka frezų, grąžtų, sriegtuvų, krumpliaračių pjaustytuvų ir įpjovų gamybai. ir tt, naudojami apdorojant tokias medžiagas kaip legiruotasis plienas, nerūdijantis plienas, didelio stiprumo plienas ir aukštos temperatūros lydiniai.
⑤ Itin kietas azoto greitaeigis plienas. Tipiškos rūšys, tokios kaip W12M03Cr4V3N, vadinamos (V3N), yra azoto turintys itin kieti greitaeigiai plienai. Kietumas, stiprumas ir kietumas atitinka M42. Jie gali būti naudojami kaip greitaeigių plienų, kurių sudėtyje yra kobalto, pakaitalas ir naudojami mažu greičiu pjaustyti sunkiai apdirbamoms medžiagoms ir mažo greičio, didelio tikslumo plienams. apdorojimas.
⑶ Greitaeigio plieno ir miltelinės metalurgijos greitaeigio plieno lydymas
Pagal skirtingus gamybos procesus greitaeigį plieną galima suskirstyti į greitaeigį plieną ir miltelinės metalurgijos greitaeigį plieną.
① Greitaeigio plieno lydymas: tiek paprastas greitaeigis plienas, tiek didelio našumo greitaeigis plienas gaminami lydymo metodais. Iš jų gaminami peiliai atliekant tokius procesus kaip lydymas, liejimas iš luitų, padengimas ir valcavimas. Rimta problema, kuri lengvai iškyla lydant greitaeigį plieną, yra karbido segregacija. Greitaeigiame pliene kieti ir trapūs karbidai pasiskirsto netolygiai, o grūdeliai stambūs (iki dešimčių mikronų), o tai turi įtakos greitaeigių plieno įrankių atsparumui dilimui ir kietumui. ir neigiamai paveikti pjovimo efektyvumą.
② Miltelinės metalurgijos greitaeigis plienas (PM HSS): Miltelinės metalurgijos greitaeigis plienas (PM HSS) yra skystas plienas, lydomas aukšto dažnio indukcinėje krosnyje, purškiamas aukšto slėgio argonu arba grynu azotu, o po to gesinamas, kad gautųsi. smulkūs ir vienodi kristalai. Struktūra (greitai plieniniai milteliai), o tada gautus miltelius aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui įspauskite į peilio ruošinį arba pirmiausia pagaminkite plieno ruošinį, o tada kalkite ir susukite į peilio formą. Lyginant su greitaeigiu plienu, pagamintu lydymosi metodu, PM HSS pranašumai yra tai, kad karbido grūdeliai yra smulkūs ir vienodi, o stiprumas, kietumas ir atsparumas dilimui yra daug geresni, palyginti su lydytu greitaeigiu plienu. Sudėtingų CNC įrankių srityje PM HSS įrankiai toliau vystysis ir užims svarbią vietą. Įprastos markės, tokios kaip F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVM ir kt., gali būti naudojamos didelių gabaritų, didelės apkrovos, didelio smūgio pjovimo įrankiams, taip pat tiksliam pjovimo įrankiams gaminti.
CNC įrankių medžiagų parinkimo principai
Šiuo metu plačiai naudojamos CNC įrankių medžiagos daugiausia apima deimantinius įrankius, kubinius boro nitrido įrankius, keraminius įrankius, padengtus įrankius, karbido įrankius, greitaeigius plieno įrankius ir kt. Yra daug įrankių medžiagų ir jų savybės labai skiriasi. Šioje lentelėje pateikiami pagrindiniai įvairių įrankių medžiagų veikimo rodikliai.
Įrankių medžiagos CNC apdirbimui turi būti parenkamos atsižvelgiant į apdirbamą ruošinį ir apdirbimo pobūdį. Įrankio medžiagų pasirinkimas turi būti pagrįstai suderintas su apdirbamuoju objektu. Pjovimo įrankių medžiagų ir apdirbimo objektų derinimas daugiausia susijęs su abiejų mechaninių, fizinių ir cheminių savybių suderinimu, kad būtų pasiektas ilgiausias įrankio tarnavimo laikas ir didžiausias pjovimo našumas.
1. Pjovimo įrankių medžiagų ir apdirbimo objektų mechaninių savybių derinimas
Pjovimo įrankio ir apdirbimo objekto mechaninių savybių suderinimo problema daugiausia susijusi su mechaninių savybių parametrų, tokių kaip įrankio ir ruošinio medžiagos stiprumas, kietumas ir kietumas, suderinimu. Įrankių medžiagos, turinčios skirtingas mechanines savybes, yra tinkamos apdirbti įvairias ruošinio medžiagas.
① Įrankio medžiagos kietumo tvarka yra tokia: deimantinis įrankis> kubinis boro nitrido įrankis> keramikos įrankis> volframo karbidas> greitaeigis plienas.
② Įrankių medžiagų stiprumo lenkimo tvarka yra tokia: greitasis plienas > cementinis karbidas > keramikos įrankiai > deimantiniai ir kubiniai boro nitrido įrankiai.
③ Įrankių medžiagų tvirtumo tvarka yra tokia: greitasis plienas> volframo karbidas> kubinis boro nitridas, deimantiniai ir keramikiniai įrankiai.
Didelio kietumo ruošinių medžiagos turi būti apdirbamos didesnio kietumo įrankiais. Įrankio medžiagos kietumas turi būti didesnis nei ruošinio medžiagos kietumas, kuris paprastai turi būti didesnis nei 60 HRC. Kuo didesnis įrankio medžiagos kietumas, tuo didesnis jo atsparumas dilimui. Pavyzdžiui, kai kobalto kiekis cementuotame karbide didėja, jo stiprumas ir kietumas didėja, o kietumas mažėja, todėl jis tinkamas grubiam apdirbimui; sumažėjus kobalto kiekiui, didėja jo kietumas ir atsparumas dilimui, todėl tinkamas apdailai.
Įrankiai, pasižymintys puikiomis mechaninėmis savybėmis aukštoje temperatūroje, ypač tinka pjovimui dideliu greičiu. Puikus keraminių pjovimo įrankių veikimas aukštoje temperatūroje leidžia pjauti dideliu greičiu, o leistinas pjovimo greitis gali būti 2–10 kartų didesnis nei cementuoto karbido.
2. Pjovimo įrankio medžiagos fizikinių savybių derinimas su apdirbamu objektu
Skirtingų fizinių savybių įrankiai, pvz., greitaeigiai plieniniai įrankiai su dideliu šilumos laidumu ir žema lydymosi temperatūra, keraminiai įrankiai su aukšta lydymosi temperatūra ir mažu šiluminiu plėtimu, deimantiniai įrankiai su dideliu šilumos laidumu ir mažu šilumos plėtimu ir kt. įvairių ruošinių medžiagų apdirbimas. Apdorojant silpno šilumos laidumo ruošinius, turi būti naudojamos geresnio šilumos laidumo įrankių medžiagos, kad būtų galima greitai perduoti pjovimo šilumą ir sumažinti pjovimo temperatūrą. Dėl didelio šilumos laidumo ir šiluminės difuzijos deimantas gali lengvai išsklaidyti pjovimo šilumą nesukeldamas didelės šiluminės deformacijos, o tai ypač svarbu tiksliojo apdirbimo įrankiams, kuriems reikalingas didelis matmenų tikslumas.
① Įvairių įrankių medžiagų atsparumo karščiui temperatūra: deimantiniai įrankiai yra 700–8000 C, PCBN įrankiai yra 13000–15 000 C, keraminiai įrankiai yra 1100–12000 C, TiC (N) pagrindu pagamintas cementuotas karbidas yra 900–11000 C, WC pagrindu itin smulkus. grūdai Karbidas yra 800-9000C, HSS yra 600-7000C.
② Įvairių įrankių medžiagų šilumos laidumo tvarka: PCD>PCBN>WC pagrindu pagamintas cementinis karbidas>TiC(N) pagrindu pagamintas cementinis karbidas>HSS>Si3N4 pagrindu pagaminta keramika>A1203 pagrindu pagaminta keramika.
③ Įvairių įrankių medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientų tvarka yra tokia: HSS>WC pagrindu cementuotas karbidas>TiC(N)>A1203 pagrindo keramika>PCBN>Si3N4 pagrindu pagaminta keramika>PCD.
④ Įvairių įrankių medžiagų atsparumo šiluminiam smūgiui tvarka yra tokia: HSS>Cementuotas karbidas WC pagrindu>Si3N4 pagrindu pagaminta keramika>PCBN>PCD>TiC(N) pagrindo cementuotas karbidas>A1203 pagrindu pagaminta keramika.
3. Pjovimo įrankio medžiagos cheminių savybių derinimas su apdirbamu objektu
Pjovimo įrankių medžiagų ir apdirbimo objektų cheminių savybių suderinimo problema daugiausia susijusi su cheminių charakteristikų parametrų, tokių kaip cheminis giminingumas, cheminė reakcija, įrankių medžiagų ir ruošinių medžiagų difuzija ir tirpimas, suderinimu. Įrankiai su skirtingomis medžiagomis tinka apdirbti skirtingas ruošinio medžiagas.
① Įvairių įrankių medžiagų (su plienu) atsparumas temperatūrai yra toks: PCBN> keramika> volframo karbidas> HSS.
② Įvairių įrankių medžiagų atsparumo oksidacijai temperatūra yra: keramika> PCBN> volframo karbidas> deimantas> HSS.
③ Įrankio medžiagų (plieno) difuzijos stipris yra: deimantas>Si3N4 pagrindu pagaminta keramika>PCBN>A1203 pagrindu pagaminta keramika. Difuzijos intensyvumas (titano) yra: A1203 pagrindu pagaminta keramika>PCBN>SiC>Si3N4>deimantas.
4. Racionalus CNC įrankių medžiagų pasirinkimas
Apskritai, PCBN, keraminiai įrankiai, padengtas karbidas ir TiCN pagrindu pagaminti karbido įrankiai yra tinkami juodųjų metalų, tokių kaip plienas, CNC apdirbimui; o PCD įrankiai tinka spalvotųjų metalų medžiagoms, tokioms kaip Al, Mg, Cu ir jų lydiniai, ir nemetalinių medžiagų apdirbimui. Žemiau esančioje lentelėje išvardytos kai kurios ruošinio medžiagos, kurias galima apdoroti aukščiau nurodytos įrankių medžiagos.
Xinfa CNC įrankiai pasižymi geros kokybės ir mažos kainos savybėmis. Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite:
CNC įrankių gamintojai – Kinijos CNC įrankių gamykla ir tiekėjai (xinfatools.com)
Paskelbimo laikas: 2023-11-01
