Dobry koń potrzebuje dobrego siodła i stosuje się zaawansowany sprzęt do obróbki CNC. Jeśli użyte narzędzia są złe, będzie bezużyteczny! Wybór odpowiednich materiałów narzędziowych ma ogromny wpływ na trwałość narzędzia, wydajność obróbki, jakość obróbki i koszt obróbki. Ten artykuł zawiera suche artykuły na temat wiedzy o nożach, zakładkach i przekazach dalej, uczmy się razem.
01
Materiały narzędziowe powinny mieć podstawowe właściwości
Wybór materiału narzędzia ma ogromny wpływ na trwałość narzędzia, wydajność obróbki, jakość obróbki i koszt obróbki. Podczas cięcia narzędzie musi wytrzymać działanie wysokiego ciśnienia, wysokiej temperatury, tarcia, wstrząsów i wibracji. Dlatego materiał narzędziowy powinien mieć następujące podstawowe właściwości:
(1) Twardość i odporność na zużycie. Twardość materiału narzędzia musi być wyższa niż materiału przedmiotu obrabianego, na ogół powyżej 60 HRC. Im twardszy materiał narzędzia, tym lepsza odporność na zużycie.
(2) Siła i wytrzymałość. Materiały narzędziowe powinny charakteryzować się dużą wytrzymałością i ciągliwością, aby wytrzymać siły skrawania, wstrząsy i wibracje oraz zapobiegać kruchemu pękaniu i odpryskiwaniu narzędzi.
(3) Odporność na ciepło. Odporność cieplna materiału narzędzia jest lepsza, może wytrzymać wysoką temperaturę skrawania i ma dobrą odporność na utlenianie.
(4) Wydajność procesu i ekonomia. Materiały narzędziowe powinny mieć dobrą wydajność kucia, wydajność obróbki cieplnej, wydajność spawania, wydajność szlifowania itp. I powinny zapewniać wysoki stosunek wydajności do ceny.
02
Rodzaje, właściwości, charakterystyka i zastosowania materiałów narzędzi skrawających
1. Diamentowy materiał narzędziowy
Diament jest alotropem węgla, najtwardszego materiału, jaki kiedykolwiek znaleziono w przyrodzie. Narzędzia diamentowe mają wysoką twardość, wysoką odporność na zużycie i wysoką przewodność cieplną i są szeroko stosowane w obróbce metali nieżelaznych i materiałów niemetalicznych. Zwłaszcza w przypadku szybkiego skrawania aluminium i stopów krzemowo-aluminiowych narzędzia diamentowe są głównym rodzajem narzędzi skrawających, które są trudne do zastąpienia. Narzędzia diamentowe, które mogą osiągnąć wysoką wydajność, wysoką stabilność i długą żywotność obróbki, są niezbędnymi i ważnymi narzędziami w nowoczesnej obróbce CNC.
⑴ Rodzaje narzędzi diamentowych
① Narzędzie z naturalnego diamentu: Naturalny diament jest używany jako narzędzie tnące od setek lat. Narzędzie z naturalnego monokrystalicznego diamentu zostało drobno oszlifowane, a krawędź tnąca może być bardzo ostra. Promień krawędzi skrawającej może osiągnąć 0,002 μm, co umożliwia wykonywanie ultracienkich cięć i może być uznanym, idealnym i niezastąpionym ultraprecyzyjnym narzędziem do obróbki skrawaniem o niezwykle wysokiej precyzji przedmiotu obrabianego i wyjątkowo niskiej chropowatości powierzchni.
② Narzędzie diamentowe PCD: naturalny diament jest drogi, a diament polikrystaliczny (PCD) jest szeroko stosowany w cięciu. Od wczesnych lat 70-tych opracowywano diament polikrystaliczny (diament polikrystaliczny, w skrócie PCD). Po sukcesie narzędzia z naturalnego diamentu były wielokrotnie zastępowane sztucznymi diamentami polikrystalicznymi. Surowiec PCD jest bogaty w źródła, a jego cena to zaledwie kilka dziesiątych do jednej dziesiątej diamentów naturalnych. Narzędzi PKD nie można zeszlifować na bardzo ostre. Jakość powierzchni obrabianego przedmiotu nie jest tak dobra jak naturalnego diamentu, a wytwarzanie ostrzy PKD z łamaczami wiórów w przemyśle nie jest wygodne. Dlatego PCD może być używany tylko do precyzyjnego cięcia metali nieżelaznych i niemetali, a osiągnięcie superprecyzyjnego lustrzanego cięcia jest trudne.
③ Narzędzia diamentowe CVD: Od późnych lat 70-tych do wczesnych 80-tych technologia diamentowa CVD pojawiła się w Japonii. Diament CVD odnosi się do syntezy warstwy diamentowej na niejednorodnych podłożach (takich jak węglik spiekany, ceramika itp.) przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD). Diament CVD ma dokładnie taką samą strukturę i właściwości jak diament naturalny. Wydajność diamentu CVD jest bardzo zbliżona do wydajności diamentu naturalnego i ma zalety naturalnego diamentu monokrystalicznego i diamentu polikrystalicznego (PCD) i do pewnego stopnia przezwycięża ich wady.
⑵ Charakterystyka wydajności narzędzi diamentowych
① Niezwykle wysoka twardość i odporność na zużycie: Naturalny diament jest najtwardszą substancją występującą w przyrodzie. Diament ma wyjątkowo wysoką odporność na zużycie. Podczas obróbki materiałów o wysokiej twardości żywotność narzędzi diamentowych jest od 10 do 100 razy większa niż narzędzi z węglików spiekanych, a nawet setki razy.
② Bardzo niski współczynnik tarcia: współczynnik tarcia między diamentem a niektórymi metalami nieżelaznymi jest niższy niż w przypadku innych narzędzi, współczynnik tarcia jest niski, odkształcenie podczas obróbki jest niewielkie, a siła skrawania może zostać zmniejszona.
③ Krawędź tnąca jest bardzo ostra: krawędź tnąca narzędzia diamentowego może być ostrzona, a narzędzie z naturalnego monokrystalicznego diamentu może mieć wysokość nawet 0.002-0.008μm, co może wykonywać ultra- cienkie cięcie i ultraprecyzyjna obróbka.
④ Wysoka przewodność cieplna: diament ma wysoką przewodność cieplną i dyfuzyjność cieplną, ciepło skrawania jest łatwe do rozproszenia, a temperatura części tnącej narzędzia jest niska.
⑤ Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: Współczynnik rozszerzalności cieplnej diamentu jest kilkakrotnie mniejszy niż w przypadku węglika spiekanego, a zmiana rozmiaru narzędzia spowodowana ciepłem skrawania jest bardzo mała, co jest szczególnie ważne w przypadku precyzyjnej i ultraprecyzyjnej obróbki, która wymaga dużej dokładność wymiarowa.
⑶ Zastosowanie narzędzi diamentowych
Narzędzia diamentowe są najczęściej używane do precyzyjnego cięcia i wytaczania metali nieżelaznych i materiałów niemetalicznych z dużą prędkością. Nadaje się do przetwarzania różnych odpornych na zużycie niemetali, takich jak półfabrykaty z metalurgii proszków FRP, materiały ceramiczne itp.; różne odporne na zużycie metale nieżelazne, takie jak różne stopy krzemowo-aluminiowe; różne obróbki wykończeniowe metali nieżelaznych.
Wadą narzędzi diamentowych jest ich słaba stabilność termiczna. Gdy temperatura cięcia przekroczy 700 stopni do 800 stopni, całkowicie straci swoją twardość; ponadto nie nadaje się do cięcia metali żelaznych, ponieważ diament (węgiel) łatwo łączy się z żelazem w wysokich temperaturach. Działanie atomowe przekształca atomy węgla w strukturę grafitu, a narzędzie łatwo ulega uszkodzeniu.
2. Materiał narzędziowy z regularnego azotku boru
Sześcienny azotek boru (CBN), drugi supertwardy materiał syntetyzowany metodą podobną do diamentu, ustępuje jedynie diamentowi pod względem twardości i przewodności cieplnej. Ma doskonałą stabilność termiczną i może być podgrzewany do 10,{1}} stopni w atmosferze. Utlenianie nie występuje. CBN ma niezwykle stabilne właściwości chemiczne dla metali żelaznych i może być szeroko stosowany w obróbce wyrobów stalowych.
⑴ Rodzaje narzędzi skrawających z regularnego azotku boru
Sześcienny azotek boru (CBN) jest substancją, która nie występuje w przyrodzie. Można go podzielić na monokrystaliczny i polikrystaliczny, a mianowicie monokrystaliczny CBN i polikrystaliczny sześcienny azotek boru (PCBN). CBN jest jednym z izomerów azotku boru (BN), a swoją budową przypomina diament.
PCBN (polikrystaliczny sześcienny azotek boru) to materiał polikrystaliczny, który spieka drobne materiały CBN poprzez fazę wiązania (TiC, TiN, Al, Ti itp.) w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Diamentowy materiał narzędziowy, on i diament wspólnie określane jako supertwardy materiał narzędziowy. PCBN jest używany głównie do produkcji noży lub innych narzędzi.
Narzędzia PCBN można podzielić na ostrza integralne PCBN oraz ostrza kompozytowe PCBN spiekane węglikiem spiekanym.
Wkładki kompozytowe PCBN powstają poprzez spiekanie warstwy PCBN o grubości od {{0}},5 do 1,0mm na węgliku spiekanym o dobrej wytrzymałości i ciągliwości. Jego wydajność ma zarówno dobrą wytrzymałość, jak i wysoką twardość i odporność na zużycie. Problemy małej wytrzymałości na zginanie i trudności w spawaniu płytek CBN zostały rozwiązane.
⑵ Główne właściwości i właściwości regularnego azotku boru
Chociaż twardość sześciennego azotku boru jest nieco gorsza niż diamentu, jest znacznie wyższa niż innych materiałów o wysokiej twardości. Wyjątkową zaletą CBN jest to, że jego stabilność termiczna jest znacznie wyższa niż w przypadku diamentu, który może osiągnąć temperaturę powyżej 1200 stopni (700-800 stopni w przypadku diamentu). reakcja. Główne cechy użytkowe regularnego azotku boru są następujące.
① Wysoka twardość i odporność na zużycie: struktura krystaliczna CBN jest podobna do diamentu i ma podobną twardość i wytrzymałość do diamentu. PCBN jest szczególnie odpowiedni do obróbki materiałów o wysokiej twardości, które wcześniej mogły być szlifowane, i pozwala uzyskać lepszą jakość powierzchni przedmiotów obrabianych.
② Wysoka stabilność termiczna: Odporność cieplna CBN może osiągnąć 1400-1500 stopień, czyli prawie 1 razy więcej niż diament (700-800 stopień). Narzędzia PCBN mogą ciąć stopy żaroodporne i stale hartowane z prędkością od 3 do 5 razy większą niż narzędzia z węglików spiekanych.
③Doskonała stabilność chemiczna: nie wchodzi w interakcje chemiczne z materiałami na bazie żelaza w stopniu 1200-1300 i nie zużywa się tak ostro jak diament, i nadal może w tym czasie zachować twardość węglika spiekanego; Narzędzia PCBN nadają się do cięcia części ze stali hartowanej i schłodzonego żeliwa, mogą być szeroko stosowane do szybkiego cięcia żeliwa.
④ Dobra przewodność cieplna: Chociaż przewodność cieplna CBN nie jest tak dobra jak diamentu, przewodność cieplna PCBN ustępuje tylko diamentowi wśród różnych materiałów narzędziowych i jest znacznie wyższa niż przewodność cieplna stali szybkotnącej i węglika spiekanego.
⑤ Ma niski współczynnik tarcia: niski współczynnik tarcia może zmniejszyć siłę skrawania podczas cięcia, obniżyć temperaturę skrawania i poprawić jakość obrabianej powierzchni.
⑶ Zastosowanie narzędzi z regularnego azotku boru
Sześcienny azotek boru nadaje się do wykańczania różnych trudnych do obróbki materiałów, takich jak hartowana stal, twarde żeliwo, nadstopy, twarde stopy i materiały natryskiwane powierzchniowo. Dokładność obróbki może osiągnąć IT5 (otwór to IT6), a chropowatość powierzchni może być tak mała jak Ra1.25-0,20μm.
Materiał narzędzia z regularnego azotku boru ma słabą ciągliwość i wytrzymałość na zginanie. Dlatego narzędzia tokarskie z regularnego azotku boru nie nadają się do obróbki zgrubnej z małą prędkością i dużym obciążeniem udarowym; W przypadku metalu wystąpią silne narosty na krawędzi, które zniszczą obrabianą powierzchnię.
3. Ceramiczny materiał noża
Noże ceramiczne charakteryzują się wysoką twardością, dobrą odpornością na zużycie, doskonałą odpornością na ciepło i stabilnością chemiczną i nie są łatwe do wiązania z metalem. Ceramiczne narzędzia skrawające zajmują bardzo ważne miejsce w obróbce CNC. Ceramiczne narzędzia skrawające stały się jednym z głównych narzędzi skrawających do szybkiego cięcia i obróbki materiałów trudnych w obróbce. Ceramiczne narzędzia skrawające są szeroko stosowane w cięciu z dużą prędkością, cięciu na sucho, cięciu twardym i cięciu materiałów trudnych w obróbce. Noże ceramiczne mogą wydajnie przetwarzać materiały o wysokiej twardości, których tradycyjne noże w ogóle nie są w stanie przetwarzać, i realizują „zastąpienie szlifowania samochodem”; optymalna prędkość skrawania noży ceramicznych może być od 2 do 10 razy większa niż w przypadku noży z węglików spiekanych, co znacznie poprawia wydajność produkcji obróbki skrawaniem Głównym surowcem wykorzystywanym w ceramicznych materiałach narzędziowych jest najbardziej rozpowszechniony pierwiastek w skorupie ziemskiej. Dlatego upowszechnienie i zastosowanie narzędzi ceramicznych ma ogromne znaczenie dla poprawy produktywności, obniżenia kosztów obróbki i oszczędności strategicznych metali szlachetnych, a także będzie w dużym stopniu sprzyjać rozwojowi technologii skrawania. postęp.
⑴ Rodzaje ceramicznych materiałów narzędziowych
Rodzaje ceramicznych materiałów narzędziowych można ogólnie podzielić na trzy kategorie: ceramika na bazie tlenku glinu, ceramika na bazie azotku krzemu i kompozytowa ceramika na bazie azotku krzemu i tlenku glinu. Wśród nich najczęściej stosowane są ceramiczne materiały narzędziowe na bazie tlenku glinu i azotku krzemu. Wydajność ceramiki na bazie azotku krzemu jest lepsza niż ceramiki na bazie tlenku glinu.
⑵ Wydajność i charakterystyka ceramicznych narzędzi skrawających
① Wysoka twardość i dobra odporność na zużycie: Chociaż twardość narzędzi ceramicznych nie jest tak wysoka jak w przypadku PCD i PCBN, jest znacznie wyższa niż w przypadku narzędzi z węglika spiekanego i narzędzi ze stali szybkotnącej, osiągając 93-95 HRA. Narzędzia ceramiczne mogą przetwarzać materiały o wysokiej twardości, które są trudne do obróbki tradycyjnymi narzędziami i nadają się do cięcia z dużą prędkością i twardego cięcia.
② Odporność na wysoką temperaturę i dobra odporność na ciepło: narzędzia ceramiczne mogą nadal ciąć w wysokich temperaturach powyżej 1200 stopni. Noże ceramiczne mają dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, a odporność na utlenianie noży ceramicznych A12O3 jest szczególnie dobra. Nawet jeśli krawędź tnąca jest rozpalona do czerwoności, można jej używać w sposób ciągły. Dlatego narzędzia ceramiczne mogą osiągnąć cięcie na sucho, co może zaoszczędzić płyn tnący.
③ Dobra stabilność chemiczna: Ceramiczne narzędzia tnące nie są łatwe do wiązania z metalem, są odporne na korozję i stabilne chemicznie, co może zmniejszyć zużycie wiązania narzędzi tnących.
④ Niski współczynnik tarcia: powinowactwo między narzędziami ceramicznymi a metalem jest niewielkie, a współczynnik tarcia jest niski, co może zmniejszyć siłę skrawania i temperaturę skrawania.
⑶ Zastosowanie noży ceramicznych
Ceramika jest jednym z materiałów narzędziowych stosowanych głównie do obróbki wykańczającej i półwykańczającej z dużą prędkością. Ceramiczne narzędzia skrawające nadają się do cięcia wszelkiego rodzaju żeliwa (żeliwo szare, sferoidalne, żeliwo ciągliwe, żeliwo utwardzone, żeliwo wysokostopowe trudnościeralne) oraz stali (stal konstrukcyjna węglowa, stal konstrukcyjna stopowa, stal o wysokiej wytrzymałości , stal wysokomanganowa, stal hartowana itp.), może być również używana do cięcia stopów miedzi, grafitu, tworzyw konstrukcyjnych i materiałów kompozytowych.
Występują problemy związane z niską wytrzymałością na zginanie i słabą udarnością w działaniu materiałów ceramicznych narzędzi skrawających, które nie nadają się do skrawania przy małej prędkości i obciążeniu udarowym.
4. Powlekany materiał narzędziowy
Powlekanie narzędzia jest jednym z ważnych sposobów poprawy wydajności narzędzia. Pojawienie się powlekanych narzędzi skrawających spowodowało znaczący przełom w wydajności skrawania narzędzi skrawających. Powlekane narzędzie jest powlekane jedną lub kilkoma warstwami związku ogniotrwałego o dobrej odporności na ścieranie na twardszym korpusie narzędzia, który łączy podłoże narzędzia z twardą powłoką, dzięki czemu znacznie poprawia się wydajność narzędzia. Powlekane narzędzia skrawające mogą poprawić wydajność obróbki, poprawić dokładność obróbki, wydłużyć żywotność narzędzia i obniżyć koszty obróbki.
Około 80 procent narzędzi skrawających używanych w nowych obrabiarkach CNC wykorzystuje narzędzia powlekane. Powlekane narzędzia skrawające będą w przyszłości najważniejszymi odmianami narzędzi w dziedzinie obróbki CNC.
⑴ Rodzaje narzędzi powlekanych
Według różnych metod powlekania narzędzia powlekane można podzielić na narzędzia powlekane przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) i narzędzia powlekane przez fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD). Narzędzia z węglika powlekanego zazwyczaj wykorzystują chemiczne osadzanie z fazy gazowej, a temperatura osadzania wynosi około 1000 stopni. Powlekane narzędzia ze stali szybkotnącej na ogół wykorzystują fizyczne osadzanie z fazy gazowej, a temperatura osadzania wynosi około 500 stopni;
Zgodnie z różnymi materiałami podłoża narzędzi powlekanych, narzędzia powlekane można podzielić na narzędzia powlekane węglikiem, narzędzia powlekane stalą szybkotnącą oraz narzędzia powlekane na ceramice i materiałach supertwardych (diament i regularny azotek boru).
W zależności od rodzaju materiału powlekającego narzędzia powlekane można podzielić na dwie kategorie, a mianowicie narzędzia powlekane „twardo” i narzędzia powlekane „miękko”. Głównymi celami realizowanymi przez narzędzia z powłoką „twardą” jest wysoka twardość i odporność na ścieranie. Jej głównymi zaletami są wysoka twardość i dobra odporność na ścieranie, typowo powłoki TiC i TiN. Celem narzędzi do „miękkiego” powlekania jest niski współczynnik tarcia, zwany także narzędziami samosmarującymi, oraz jego tarcie o materiał obrabiany. Współczynnik jest bardzo niski, tylko około 0,1, co może zmniejszyć klejenie, zmniejszają tarcie, zmniejszają siłę skrawania i temperaturę skrawania.
Niedawno opracowano narzędzia do nanojedzenia. To powlekane narzędzie może wykorzystywać różne kombinacje różnych materiałów powłokowych (takich jak metal/metal, metal/ceramika, ceramika/ceramika itp.), aby spełnić różne wymagania funkcjonalne i wydajnościowe. Odpowiednio zaprojektowana nanopowłoka może sprawić, że materiał narzędzia będzie miał doskonałe właściwości przeciwcierne i przeciwzużyciowe oraz właściwości samosmarujące, co jest odpowiednie do szybkiego cięcia na sucho.
⑵ Charakterystyka narzędzi powlekanych
① Dobra wydajność mechaniczna i tnąca: powlekane narzędzie łączy doskonałe właściwości materiału podstawowego i materiału powłokowego, który nie tylko utrzymuje dobrą ciągliwość i wysoką wytrzymałość podstawy, ale także ma wysoką twardość, wysoką odporność na zużycie i niskie zużycie odporność powłoki. współczynnik tarcia. W związku z tym prędkość skrawania narzędzia powlekanego można zwiększyć ponad 2-krotnie w porównaniu z narzędziem niepowlekanym, a także dopuszcza się wyższy posuw. Zwiększa się również trwałość narzędzi powlekanych.
② Duża wszechstronność: narzędzia powlekane mają dużą wszechstronność, a zakres przetwarzania jest znacznie rozszerzony. Jedno narzędzie powlekane może zastąpić kilka narzędzi niepowlekanych.
③ Grubość powłoki: Wraz ze wzrostem grubości powłoki żywotność narzędzia również wzrośnie, ale gdy grubość powłoki osiągnie nasycenie, żywotność narzędzia nie wzrośnie już znacząco. Gdy powłoka jest zbyt gruba, łatwo spowodować łuszczenie; gdy powłoka jest zbyt cienka, odporność na zużycie jest słaba.
④ Możliwość ponownego ostrzenia: Powlekane ostrza mają słabą zdolność do ponownego szlifowania, skomplikowane urządzenia do powlekania, wysokie wymagania procesowe i długi czas powlekania.
⑤ Materiał powłoki: narzędzia z różnymi materiałami powłoki mają różną wydajność cięcia. Na przykład: podczas cięcia z małą prędkością powłoka TiC ma przewagę; podczas cięcia z dużą prędkością bardziej odpowiedni jest TiN.
⑶ Nakładanie narzędzi powlekanych
Powlekane narzędzia skrawające mają ogromny potencjał w dziedzinie obróbki CNC i będą w przyszłości najważniejszą odmianą narzędzi w dziedzinie obróbki CNC. Technologia powlekania została zastosowana do frezów palcowych, rozwiertaków, wierteł, obróbki otworów złożonych
Narzędzia skrawające, frezy obwiedniowe, frezy do kół zębatych, frezy do wiórów kół zębatych, przeciągacze i różne płytki skrawające do zacisków maszynowych spełniają potrzeby szybkiego skrawania i obróbki różnych stali, żeliw, stopów żaroodpornych i metali nieżelaznych.
5. Materiał narzędzia z węglików spiekanych
Narzędzia skrawające z węglików spiekanych, zwłaszcza wymienne narzędzia skrawające z węglików spiekanych, są wiodącymi produktami narzędzi do obróbki CNC. Od lat 80-tych różne integralne i wymienne narzędzia skrawające lub ostrza z węglików spiekanych zostały rozszerzone na różne W dziedzinie różnych narzędzi skrawających, wymienne narzędzia z węglików spiekanych rozszerzyły się od prostych narzędzi tokarskich i frezów czołowych do różnych precyzyjnych, złożonych i formujących dziedzin narzędzi.
⑴ Rodzaje narzędzi z węglików spiekanych
Zgodnie z głównym składem chemicznym węglik spiekany można podzielić na węglik spiekany na bazie węglika wolframu i węglik spiekany na bazie węgla (azotku) tytanu (TiC(N)).
Węglik spiekany na bazie węglika wolframu obejmuje trzy rodzaje: wolfram-kobalt (YG), wolfram-kobalt-tytan (YT) i rzadkie węgliki (YW), z których każdy ma swoje zalety i wady. Głównymi składnikami są węglik wolframu (WC), węglik tytanu (TiC), węglik tantalu (TaC), węglik niobu (NbC) itp., A powszechnie stosowaną fazą wiążącą metal jest Co.
Węglik spiekany na bazie azotku tytanu to węglik spiekany z TiC jako głównym składnikiem (dodawane są inne węgliki lub azotki), a powszechnie stosowanymi fazami wiążącymi metale są Mo i Ni.
ISO (Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna) dzieli węglik spiekany do cięcia na trzy kategorie:
Kategoria K, w tym Kl0 ~ K40, jest odpowiednikiem kategorii YG w moim kraju (głównym składnikiem jest WC.Co).
Kategoria P, w tym P01~P50, odpowiada kategorii YT w moim kraju (składającej się głównie z WC.TiC.Co).
Kategoria M, w tym M10~M40, odpowiada kategorii YW w moim kraju (głównym składnikiem jest WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Każdy gatunek reprezentuje serię stopów od wysokiej twardości do maksymalnej wytrzymałości z numerami od 01 do 50.
⑵ Charakterystyka wydajności narzędzi skrawających z węglika spiekanego
① Wysoka twardość: narzędzia skrawające z węglika spiekanego są wykonane z węglika o wysokiej twardości i temperaturze topnienia (tzw. faza twarda) oraz spoiwa metalowego (zwanego fazą wiążącą) metodą metalurgii proszków, a jego twardość osiąga 89-93 HRA, znacznie wyższą niż stali szybkotnącej w temperaturze 5400C twardość wciąż może osiągnąć 82-87HRA, czyli tyle samo, co twardość stali szybkotnącej w temperaturze pokojowej (83-86HRA). Wartość twardości węglika spiekanego zmienia się w zależności od rodzaju, ilości, wielkości cząstek i zawartości fazy wiążącej metal w węgliku i generalnie maleje wraz ze wzrostem zawartości fazy wiążącej metal. Gdy zawartość fazy wiążącej jest taka sama, twardość stopów YT jest wyższa niż stopów YG, a stopy z dodatkiem TaC (NbC) mają wyższą twardość w wysokich temperaturach.
② Wytrzymałość na zginanie i udarność: Wytrzymałość na zginanie powszechnie stosowanego węglika spiekanego mieści się w zakresie 900-1500 MPa. Im wyższa zawartość metalicznej fazy wiążącej, tym wyższa wytrzymałość na zginanie. Gdy zawartość spoiwa jest taka sama, wytrzymałość stopu typu YG (WC-Co) jest większa niż stopu typu YT (WC-TiC-Co), a wytrzymałość maleje wraz ze wzrostem zawartości TiC. Węglik spiekany jest materiałem kruchym, a jego udarność w temperaturze pokojowej wynosi tylko 1/30 do 1/8 stali szybkotnącej.
⑶ Zastosowanie powszechnie używanych narzędzi skrawających z węglików spiekanych
Stopy YG są stosowane głównie do obróbki żeliwa, metali nieżelaznych i materiałów niemetalicznych. Drobnoziarniste stopy twarde (takie jak YG3X, YG6X) mają wyższą twardość i odporność na zużycie niż średnioziarniste stopy twarde, gdy zawartość kobaltu jest taka sama i nadają się do obróbki niektórych specjalnych twardych żeliw, austenitycznej stali nierdzewnej, żaroodpornej stopy, stop tytanu, twardy brąz i odporne na zużycie materiały izolacyjne itp.
Wyjątkowe zalety węglika spiekanego typu YT to wysoka twardość, dobra odporność na ciepło, wyższa twardość i wytrzymałość na ściskanie w wysokiej temperaturze niż typu YG oraz dobra odporność na utlenianie. Dlatego też, gdy od noża wymaga się większej odporności na ciepło i ścieralności, należy wybrać gatunek o wyższej zawartości TiC. Stopy YT nadają się do obróbki tworzyw sztucznych, takich jak stal, ale nie nadają się do obróbki stopów tytanu i stopów krzemowo-aluminiowych.
Stop YW ma właściwości stopów YG i YT i ma dobrą wszechstronną wydajność. Może być stosowany nie tylko do obróbki materiałów stalowych, ale także do obróbki żeliwa i metali nieżelaznych. Przy odpowiednim zwiększeniu zawartości kobaltu wytrzymałość tego typu stopu może być bardzo wysoka i może być stosowany do obróbki zgrubnej i przerywanej różnych materiałów trudnoskrawalnych.
6. Noże ze stali szybkotnącej
Stal szybkotnąca (w skrócie HSS) to wysokostopowa stal narzędziowa z dodatkiem pierwiastków stopowych, takich jak W, Mo, Cr i V. Narzędzia skrawające ze stali szybkotnącej charakteryzują się doskonałą wszechstronną wydajnością pod względem wytrzymałości, udarności i możliwości produkcyjnych. W złożonych narzędziach skrawających, zwłaszcza w produkcji narzędzi do obróbki otworów, frezów, narzędzi do gwintowania, przeciągaczy, narzędzi skrawających do kół zębatych i innych złożonych narzędzi skrawających, stal szybkotnąca nadal zajmuje dominującą pozycję. Noże ze stali szybkotnącej są łatwe w ostrzeniu krawędzi tnących.
Według różnych zastosowań stal szybkotnącą można podzielić na stal szybkotnącą ogólnego przeznaczenia i stal szybkotnącą o wysokiej wydajności.
the
⑴ Uniwersalne narzędzia do cięcia stali szybkotnącej
the
Stal szybkotnąca ogólnego przeznaczenia. Ogólnie można go podzielić na dwa rodzaje: stal wolframowa i stal molibdenowa wolframu. Ten rodzaj stali szybkotnącej zawiera dodatek (C) od 0,7 procent do 0,9 procent . Zgodnie z różną zawartością wolframu w stali, można ją podzielić na stal wolframową z 12 procentami lub 18 procentami W, stal wolframowo-molibdenową z 6 procentami lub 8 procentami W i stal molibdenową z 2 procentami lub bez W. . Stal szybkotnąca ogólnego przeznaczenia ma pewną twardość (63-66HRC) i odporność na zużycie, wysoką wytrzymałość i ciągliwość, dobrą plastyczność i technologię przetwarzania, dlatego jest szeroko stosowana do produkcji różnych złożonych narzędzi.
① Stal wolframowa: Typowym gatunkiem stali szybkotnącej ze stali wolframowej ogólnego przeznaczenia jest W18Cr4V (w skrócie W18), która ma dobrą wszechstronność. Twardość w wysokiej temperaturze w temperaturze 6000C wynosi 48,5 HRC i może być używana do produkcji różnych złożonych narzędzi. Ma zalety dobrej ścieralności i niskiej wrażliwości na odwęglanie, ale ze względu na wysoką zawartość węglików rozkład jest stosunkowo nierównomierny, cząstki są duże, a wytrzymałość i wiązkość nie są wysokie.
② Stal wolframowo-molibdenowa: odnosi się do stali szybkotnącej otrzymywanej przez zastąpienie części wolframu w stali wolframowej molibdenem. Typowy gatunek stali wolframowo-molibdenowej to W6Mo5Cr4V2, (w skrócie M2). Cząstki węglika M2 są drobne i jednolite, a jego wytrzymałość, wytrzymałość i plastyczność w wysokiej temperaturze są lepsze niż w przypadku W18Cr4V. Inną stalą wolframowo-molibdenową jest W9Mo3Cr4V (w skrócie W9), jej stabilność termiczna jest nieco wyższa niż stali M2, jej wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość są lepsze niż W6M05Cr4V2 i ma dobrą skrawalność.
⑵ Wysokowydajne narzędzia do cięcia stali szybkotnącej
the
Wysokowydajna stal szybkotnąca odnosi się do nowego rodzaju stali, który dodaje pewną ilość węgla, wanadu i pierwiastków stopowych, takich jak Co i Al, do składu stali szybkotnącej ogólnego przeznaczenia, poprawiając w ten sposób jej odporność na ciepło i zużycie . Istnieją głównie następujące kategorie:
① Stal szybkotnąca o wysokiej zawartości węgla. Wysokowęglowa stal szybkotnąca (taka jak 95W18Cr4V), o wysokiej twardości w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze, nadaje się do produkcji i obróbki zwykłej stali i żeliwa, wierteł, rozwiertaków, gwintowników i frezów o wysokich wymaganiach dotyczących odporności na zużycie lub narzędzia do obróbki twardszych materiałów. Nie nadaje się do wytrzymania dużych uderzeń.
the
② Stal szybkotnąca o wysokiej zawartości wanadu. Typowe gatunki, takie jak W12Cr4V4Mo (określane jako EV4), zawierające V zwiększone do 3 procent do 5 procent, dobra odporność na zużycie, odpowiednie do cięcia materiałów o dużym zużyciu narzędzia, takich jak włókno, twarda guma, plastik itp. być również używany do obróbki materiałów, takich jak stal nierdzewna, stal o wysokiej wytrzymałości i stopy wysokotemperaturowe.
the
③ Kobaltowa stal szybkotnąca. Jest to zawierająca kobalt supertwarda stal szybkotnąca, typowy gatunek, taki jak W2Mo9Cr4VCo8 (w skrócie M42), ma wysoką twardość, a jej twardość może osiągnąć 69-70 HRC. Nadaje się do obróbki stali żaroodpornej o wysokiej wytrzymałości, stopów wysokotemperaturowych, stopów tytanu itp. Materiał do obróbki, M42 ma dobrą szlifowalność i nadaje się do wykonywania precyzyjnych i złożonych narzędzi, ale nie nadaje się do pracy pod cięciem udarowym warunki.
④ Aluminiowa stal szybkotnąca. Należy do supertwardej stali szybkotnącej zawierającej aluminium, typowych gatunków, takich jak W6Mo5Cr4V2Al, (w skrócie 501), twardość w wysokiej temperaturze osiąga 54HRC przy 6000C, a wydajność cięcia odpowiada M42. Nadaje się do produkcji frezów, wierteł, rozwiertaków, frezów do kół zębatych i przeciągaczy. itp., używane do obróbki materiałów, takich jak stal stopowa, stal nierdzewna, stal o wysokiej wytrzymałości i nadstop.
the
⑤ Super twarda stal szybkotnąca azotowa. Typowe gatunki, takie jak W12M03Cr4V3N, określane jako (V3N), to supertwarde stale szybkotnące zawierające azot. Twardość, wytrzymałość i wytrzymałość są równoważne z M42. przetwarzanie.
the
(3) Topienie stali szybkotnącej i metalurgii proszków stali szybkotnącej
Zgodnie z różnymi procesami produkcyjnymi, stal szybkotnącą można podzielić na topiącą się stal szybkotnącą i stal szybkotnącą metalurgii proszków.
the
① Wytapianie stali szybkotnącej: Zarówno zwykła stal szybkotnąca, jak i wysokowydajna stal szybkotnąca są wytwarzane przez wytapianie. Przerabia się je na noże w procesach takich jak wytapianie, odlewanie wlewków, powlekanie galwaniczne i walcowanie. Poważnym problemem, który może wystąpić podczas wytapiania stali szybkotnącej, jest segregacja węglików. Twarde i kruche węgliki są nierównomiernie rozmieszczone w stali szybkotnącej, a ziarna są grube (do kilkudziesięciu mikronów). i niekorzystny wpływ na wydajność cięcia.
the
② Stal szybkotnąca w metalurgii proszków (PM HSS): Stal szybkotnąca w metalurgii proszków (PM HSS) to stopiona stal wytapiana w piecu indukcyjnym o wysokiej częstotliwości, rozpylana argonem pod wysokim ciśnieniem lub czystym azotem, a następnie hartowana w celu uzyskania drobnych i jednolite kryształy Mikrostruktura (proszek ze stali szybkotnącej), a następnie wciśnij otrzymany proszek do półwyrobu noża pod wysoką temperaturą i wysokim ciśnieniem lub najpierw wykonaj stalowy kęs, a następnie wykuj i zwiń go w kształt noża. W porównaniu ze stalą szybkotnącą wytwarzaną metodą topienia, PM HSS ma następujące zalety: ziarna węglika są drobne i jednolite, a wytrzymałość, wiązkość i odporność na zużycie są znacznie lepsze w porównaniu ze stalą szybkotnącą wytwarzaną przez topienie. W dziedzinie złożonych narzędzi CNC narzędzia PM HSS będą się dalej rozwijać i będą odgrywać ważną rolę. Typowe gatunki, takie jak F15, FR71, GF1, GF2, GF3, PT1, PVN itp., mogą być używane do produkcji dużych, wytrzymałych i odpornych na uderzenia noży, a także mogą być używane do produkcji noży precyzyjnych.
03
Zasady doboru materiałów na narzędzia CNC
Obecnie szeroko stosowane materiały narzędzi skrawających CNC obejmują głównie diamentowe narzędzia skrawające, narzędzia skrawające z regularnego azotku boru, ceramiczne narzędzia skrawające, narzędzia skrawające powlekane, narzędzia skrawające z węglików spiekanych i narzędzia skrawające ze stali szybkotnącej.
