Kuda yang baik memerlukan pelana yang baik dan menggunakan peralatan pemesinan CNC yang canggih. Kalau tersalah guna alat pun tak guna! Memilih bahan alat yang sesuai mempunyai kesan yang besar terhadap hayat perkhidmatan alat, kecekapan pemprosesan, kualiti pemprosesan dan kos pemprosesan. Artikel ini memberikan maklumat berguna tentang pengetahuan pisau, kumpulkan dan majukannya, mari belajar bersama.
Bahan alat harus mempunyai sifat asas
Pemilihan bahan alat mempunyai kesan yang besar terhadap hayat alat, kecekapan pemprosesan, kualiti pemprosesan dan kos pemprosesan. Alat mesti menahan tekanan tinggi, suhu tinggi, geseran, hentaman dan getaran semasa memotong. Oleh itu, bahan alat harus mempunyai sifat asas berikut:
(1) Kekerasan dan rintangan haus. Kekerasan bahan alat mestilah lebih tinggi daripada kekerasan bahan bahan kerja, yang secara amnya dikehendaki melebihi 60HRC. Lebih tinggi kekerasan bahan alat, lebih baik rintangan haus.
(2) Kekuatan dan ketangguhan. Bahan alat harus mempunyai kekuatan dan keliatan yang tinggi untuk menahan daya pemotongan, hentaman dan getaran, dan mengelakkan keretakan rapuh dan serpihan alat.
(3) Rintangan haba. Bahan alat mempunyai rintangan haba yang baik, boleh menahan suhu pemotongan yang tinggi, dan mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik.
(4) Prestasi proses dan ekonomi. Bahan alat harus mempunyai prestasi penempaan yang baik, prestasi rawatan haba, prestasi kimpalan; prestasi pengisaran, dsb., dan harus mengejar nisbah harga prestasi tinggi.
Jenis, sifat, ciri, dan aplikasi bahan alat
1. Bahan alat berlian
Berlian ialah alotrop karbon dan merupakan bahan paling sukar ditemui di alam semula jadi. Alat pemotong berlian mempunyai kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang tinggi dan kekonduksian terma yang tinggi, dan digunakan secara meluas dalam pemprosesan logam bukan ferus dan bahan bukan logam. Terutamanya dalam pemotongan berkelajuan tinggi aloi aluminium dan silikon-aluminium, alat berlian adalah jenis alat pemotong utama yang sukar diganti. Alat berlian yang boleh mencapai kecekapan tinggi, kestabilan tinggi, dan hayat perkhidmatan yang panjang adalah alat yang amat diperlukan dan penting dalam pemesinan CNC moden.
⑴ Jenis alatan berlian
① Alat berlian asli: Berlian asli telah digunakan sebagai alat pemotong selama ratusan tahun. Alat berlian kristal tunggal semulajadi telah dikisar halus untuk menjadikan bahagian canggihnya sangat tajam. Jejari canggih boleh mencapai 0.002μm, yang boleh mencapai pemotongan ultra-nipis. Ia boleh memproses ketepatan bahan kerja yang sangat tinggi dan kekasaran permukaan yang sangat rendah. Ia adalah alat pemesinan ultra ketepatan yang diiktiraf, ideal dan tidak boleh diganti.
② Alat pemotong berlian PCD: Berlian asli adalah mahal. Berlian yang paling banyak digunakan dalam pemprosesan pemotongan ialah berlian polihabluran (PCD). Sejak awal 1970-an, berlian polihabluran (berlian Polycrystauine, dirujuk sebagai bilah PCD) yang disediakan menggunakan teknologi sintesis suhu tinggi dan tekanan tinggi telah dibangunkan. Selepas kejayaannya, alat pemotong berlian asli telah digantikan dengan berlian polihabluran tiruan pada banyak kesempatan. Bahan mentah PCD kaya dengan sumber, dan harganya hanya beberapa hingga satu persepuluh daripada berlian asli. Alat pemotong PCD tidak boleh dikisar untuk menghasilkan alat pemotong yang sangat tajam. Kualiti permukaan canggih dan bahan kerja yang diproses tidak sebaik berlian asli. Ia belum lagi mudah untuk mengeluarkan bilah PCD dengan pemecah cip dalam industri. Oleh itu, PCD hanya boleh digunakan untuk pemotongan ketepatan logam bukan ferus dan bukan logam, dan sukar untuk mencapai pemotongan ketepatan ultra tinggi. Pemotongan cermin ketepatan.
③ Alat pemotong berlian CVD: Sejak akhir 1970-an hingga awal 1980-an, teknologi berlian CVD muncul di Jepun. Berlian CVD merujuk kepada penggunaan pemendapan wap kimia (CVD) untuk mensintesis filem berlian pada matriks heterogen (seperti karbida bersimen, seramik, dll.). Berlian CVD mempunyai struktur dan ciri yang sama seperti berlian asli. Prestasi berlian CVD sangat hampir dengan berlian asli. Ia mempunyai kelebihan berlian kristal tunggal semula jadi dan berlian polihabluran (PCD), dan mengatasi kekurangannya pada tahap tertentu.
⑵ Ciri prestasi alat berlian
① Kekerasan dan rintangan haus yang sangat tinggi: Berlian asli ialah bahan paling sukar ditemui di alam semula jadi. Berlian mempunyai rintangan haus yang sangat tinggi. Apabila memproses bahan kekerasan tinggi, hayat alat berlian adalah 10 hingga 100 kali ganda daripada alat karbida, atau bahkan ratusan kali.
② Mempunyai pekali geseran yang sangat rendah: Pekali geseran antara berlian dan beberapa logam bukan ferus adalah lebih rendah daripada alat pemotong lain. Pekali geseran adalah rendah, ubah bentuk semasa pemprosesan adalah kecil, dan daya pemotongan dapat dikurangkan.
③ Pinggir pemotong sangat tajam: Pipi pemotong alat berlian boleh dikisar dengan sangat tajam. Alat berlian kristal tunggal semulajadi boleh setinggi 0.002~0.008μm, yang boleh menjalankan pemprosesan ultra-nipis dan ultra-ketepatan.
④ Kekonduksian terma yang tinggi: Berlian mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan keresapan terma, jadi haba pemotongan mudah hilang dan suhu bahagian pemotongan alat adalah rendah.
⑤ Mempunyai pekali pengembangan terma yang lebih rendah: Pekali pengembangan terma berlian adalah beberapa kali lebih kecil daripada karbida bersimen, dan perubahan dalam saiz alat yang disebabkan oleh haba pemotongan adalah sangat kecil, yang sangat penting untuk pemesinan ketepatan dan ultra ketepatan yang memerlukan ketepatan dimensi yang tinggi.
⑶ Penggunaan alatan berlian
Alat berlian kebanyakannya digunakan untuk memotong halus dan membosankan logam bukan ferus dan bahan bukan logam pada kelajuan tinggi. Sesuai untuk memproses pelbagai bukan logam tahan haus, seperti kosong serbuk metalurgi serbuk gentian kaca, bahan seramik, dsb.; pelbagai logam bukan ferus yang tahan haus, seperti pelbagai aloi silikon-aluminium; dan pemprosesan kemasan pelbagai logam bukan ferus.
Kelemahan alat berlian ialah ia mempunyai kestabilan haba yang lemah. Apabila suhu pemotongan melebihi 700 ℃ ~ 800 ℃, mereka akan kehilangan kekerasannya sepenuhnya. Selain itu, ia tidak sesuai untuk memotong logam ferus kerana berlian (karbon) mudah bertindak balas dengan besi pada suhu tinggi. Tindakan atom menukarkan atom karbon kepada struktur grafit, dan alat itu mudah rosak.
2. Bahan alat boron nitrida padu
Cubic boron nitride (CBN), bahan superhard kedua yang disintesis menggunakan kaedah yang serupa dengan pembuatan berlian, adalah kedua selepas berlian dari segi kekerasan dan kekonduksian terma. Ia mempunyai kestabilan haba yang sangat baik dan boleh dipanaskan hingga 10,000C di atmosfera. Tiada pengoksidaan berlaku. CBN mempunyai sifat kimia yang sangat stabil untuk logam ferus dan boleh digunakan secara meluas dalam pemprosesan produk keluli.
⑴ Jenis alat pemotong boron nitrida padu
Cubic boron nitride (CBN) adalah bahan yang tidak wujud dalam alam semula jadi. Ia dibahagikan kepada kristal tunggal dan polihabluran, iaitu kristal tunggal CBN dan boron nitrida padu polihabluran (Polycrystalline cubic bornnitride, singkatan PCBN). CBN adalah salah satu alotrop boron nitrida (BN) dan mempunyai struktur yang serupa dengan berlian.
PCBN (polycrystalline cubic boron nitride) ialah bahan polihablur di mana bahan CBN halus disinter bersama melalui fasa pengikatan (TiC, TiN, Al, Ti, dll.) di bawah suhu dan tekanan tinggi. Ia kini merupakan bahan sintesis buatan kedua paling sukar. Bahan alat berlian, bersama dengan berlian, secara kolektif dipanggil bahan alat superhard. PCBN digunakan terutamanya untuk membuat pisau atau alat lain.
Alat pemotong PCBN boleh dibahagikan kepada bilah PCBN pepejal dan bilah komposit PCBN yang disinter dengan karbida.
Bilah komposit PCBN dibuat dengan mensinter lapisan PCBN dengan ketebalan 0.5 hingga 1.0mm pada karbida bersimen dengan kekuatan dan keliatan yang baik. Prestasinya menggabungkan keliatan yang baik dengan kekerasan yang tinggi dan rintangan haus. Ia Ia menyelesaikan masalah kekuatan lentur yang rendah dan kimpalan bilah CBN yang sukar.
⑵ Sifat dan ciri utama boron nitrida padu
Walaupun kekerasan boron nitrida padu lebih rendah sedikit daripada berlian, ia jauh lebih tinggi daripada bahan kekerasan tinggi yang lain. Kelebihan luar biasa CBN ialah kestabilan termanya jauh lebih tinggi daripada berlian, mencapai suhu melebihi 1200°C (berlian ialah 700-800°C). Satu lagi kelebihan yang luar biasa ialah ia lengai secara kimia dan tidak bertindak balas dengan besi pada suhu 1200-1300°C. tindak balas. Ciri prestasi utama boron nitrida padu adalah seperti berikut.
① Kekerasan tinggi dan rintangan haus: Struktur kristal CBN serupa dengan berlian, dan mempunyai kekerasan dan kekuatan yang serupa dengan berlian. PCBN amat sesuai untuk memproses bahan kekerasan tinggi yang hanya boleh dikisar sebelum ini, dan boleh mendapatkan kualiti permukaan bahan kerja yang lebih baik.
② Kestabilan haba yang tinggi: Rintangan haba CBN boleh mencapai 1400~1500℃, iaitu hampir 1 kali lebih tinggi daripada rintangan haba berlian (700~800℃). Alat PCBN boleh memotong aloi suhu tinggi dan keluli keras pada kelajuan tinggi 3 hingga 5 kali lebih tinggi daripada alat karbida.
③ Kestabilan kimia yang sangat baik: Ia tidak mempunyai interaksi kimia dengan bahan berasaskan besi sehingga 1200-1300°C, dan tidak akan haus dengan tajam seperti berlian. Pada masa ini, ia masih boleh mengekalkan kekerasan karbida bersimen; Alat PCBN sesuai untuk memotong Bahagian keluli dipadamkan dan besi tuang sejuk, boleh digunakan secara meluas dalam pemotongan besi tuang berkelajuan tinggi.
④ Kekonduksian terma yang baik: Walaupun kekonduksian terma CBN tidak dapat bersaing dengan berlian, kekonduksian terma PCBN antara pelbagai bahan alat adalah yang kedua selepas berlian, dan jauh lebih tinggi daripada keluli berkelajuan tinggi dan karbida bersimen.
⑤ Mempunyai pekali geseran yang lebih rendah: Pekali geseran yang rendah boleh menyebabkan pengurangan daya pemotongan semasa pemotongan, pengurangan suhu pemotongan dan peningkatan dalam kualiti permukaan mesin.
⑶ Penggunaan alat pemotong boron nitrida padu
Boron nitrida padu sesuai untuk kemasan pelbagai bahan yang sukar dipotong seperti keluli dipadamkan, besi tuang keras, aloi suhu tinggi, karbida bersimen, dan bahan semburan permukaan. Ketepatan pemprosesan boleh mencapai IT5 (lubangnya ialah IT6), dan nilai kekasaran permukaan boleh sekecil Ra1.25~0.20μm.
Bahan alat boron nitrida padu mempunyai keliatan yang lemah dan kekuatan lenturan. Oleh itu, alat pemusing boron padu nitrida tidak sesuai untuk pemesinan kasar pada kelajuan rendah dan beban hentaman tinggi; pada masa yang sama, ia tidak sesuai untuk memotong bahan dengan keplastikan yang tinggi (seperti aloi aluminium, aloi tembaga, aloi berasaskan nikel, keluli dengan keplastikan yang tinggi, dsb.), kerana memotong tepi terbina yang serius ini akan berlaku apabila bekerja. dengan logam, merosot permukaan mesin.
3. bahan alatan seramik
Alat pemotong seramik mempunyai ciri kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang baik, rintangan haba yang sangat baik dan kestabilan kimia, dan tidak mudah diikat dengan logam. Alat seramik memainkan peranan yang sangat penting dalam pemesinan CNC. Alat seramik telah menjadi salah satu alat utama untuk pemotongan berkelajuan tinggi dan pemprosesan bahan yang sukar untuk mesin. Alat pemotong seramik digunakan secara meluas dalam pemotongan berkelajuan tinggi, pemotongan kering, pemotongan keras dan pemotongan bahan sukar untuk mesin. Alat seramik boleh memproses bahan keras tinggi dengan cekap yang tidak dapat diproses sama sekali oleh alat tradisional, menyedari "berpusing dan bukannya mengisar"; kelajuan pemotongan optimum alat seramik boleh 2 hingga 10 kali lebih tinggi daripada alat karbida, sekali gus meningkatkan kecekapan pengeluaran pemotongan. ; Bahan mentah utama yang digunakan dalam bahan alat seramik adalah unsur yang paling banyak terdapat dalam kerak bumi. Oleh itu, promosi dan penggunaan alat seramik adalah sangat penting untuk meningkatkan produktiviti, mengurangkan kos pemprosesan, dan menjimatkan logam berharga strategik. Ia juga akan sangat menggalakkan pembangunan teknologi pemotongan. kemajuan.
⑴ Jenis bahan alat seramik
Jenis bahan alat seramik secara amnya boleh dibahagikan kepada tiga kategori: seramik berasaskan alumina, seramik berasaskan silikon nitrida dan seramik berasaskan alumina silikon nitrida komposit. Antaranya, bahan alat seramik berasaskan alumina dan silikon nitrida adalah yang paling banyak digunakan. Prestasi seramik berasaskan silikon nitrida adalah lebih baik daripada seramik berasaskan alumina.
⑵ Prestasi dan ciri alat pemotong seramik
① Kekerasan tinggi dan rintangan haus yang baik: Walaupun kekerasan alat pemotong seramik tidak setinggi PCD dan PCBN, ia jauh lebih tinggi daripada alat pemotong karbida dan keluli berkelajuan tinggi, mencapai 93-95HRA. Alat pemotong seramik boleh memproses bahan keras tinggi yang sukar diproses dengan alat pemotong tradisional dan sesuai untuk pemotongan berkelajuan tinggi dan pemotongan keras.
② Rintangan suhu tinggi dan rintangan haba yang baik: Alat pemotong seramik masih boleh dipotong pada suhu tinggi melebihi 1200°C. Alat pemotong seramik mempunyai sifat mekanikal suhu tinggi yang baik. Alat pemotong seramik A12O3 mempunyai rintangan pengoksidaan yang sangat baik. Walaupun kelebihan pemotongan berada dalam keadaan merah panas, ia boleh digunakan secara berterusan. Oleh itu, alat seramik boleh mencapai pemotongan kering, dengan itu menghapuskan keperluan untuk memotong cecair.
③ Kestabilan kimia yang baik: Alat pemotong seramik tidak mudah diikat dengan logam, dan tahan kakisan dan mempunyai kestabilan kimia yang baik, yang boleh mengurangkan haus ikatan alat pemotong.
④ Pekali geseran rendah: Perkaitan antara alat seramik dan logam adalah kecil, dan pekali geseran adalah rendah, yang boleh mengurangkan daya pemotongan dan suhu pemotongan.
⑶ Pisau seramik mempunyai aplikasi
Seramik adalah salah satu bahan alat yang digunakan terutamanya untuk kemasan berkelajuan tinggi dan separuh kemasan. Alat pemotong seramik sesuai untuk memotong pelbagai besi tuang (besi tuang kelabu, besi mulur, besi tuang boleh ditempa, besi tuang sejuk, besi tuang tahan haus aloi tinggi) dan bahan keluli (keluli struktur karbon, keluli struktur aloi, keluli kekuatan tinggi, keluli mangan tinggi, keluli dipadamkan dsb.), juga boleh digunakan untuk memotong aloi tembaga, grafit, plastik kejuruteraan dan bahan komposit.
Sifat bahan alat pemotong seramik mempunyai masalah kekuatan lentur yang rendah dan keliatan hentaman yang lemah, menjadikannya tidak sesuai untuk memotong pada kelajuan rendah dan di bawah beban hentaman.
4. Bahan alatan bersalut
Alat pemotong salutan adalah salah satu cara penting untuk meningkatkan prestasi alat. Kemunculan alat bersalut telah membawa satu kejayaan besar dalam prestasi pemotongan alat pemotong. Alat bersalut disalut dengan satu atau lebih lapisan sebatian refraktori dengan rintangan haus yang baik pada badan alat dengan keliatan yang baik. Ia menggabungkan matriks alat dengan salutan keras, dengan itu meningkatkan prestasi alat. Alat bersalut boleh meningkatkan kecekapan pemprosesan, meningkatkan ketepatan pemprosesan, memanjangkan hayat perkhidmatan alat dan mengurangkan kos pemprosesan.
Kira-kira 80% daripada alat pemotong yang digunakan dalam alat mesin CNC baharu menggunakan alat bersalut. Alat bersalut akan menjadi pelbagai alat yang paling penting dalam bidang pemesinan CNC pada masa hadapan.
⑴ Jenis alatan bersalut
Mengikut kaedah salutan yang berbeza, alat bersalut boleh dibahagikan kepada alat bersalut pemendapan wap kimia (CVD) dan alat bersalut pemendapan wap fizikal (PVD). Alat pemotong karbida bersalut biasanya menggunakan kaedah pemendapan wap kimia, dan suhu pemendapan adalah sekitar 1000°C. Alat pemotong keluli berkelajuan tinggi bersalut biasanya menggunakan kaedah pemendapan wap fizikal, dan suhu pemendapan adalah sekitar 500°C;
Mengikut bahan substrat yang berbeza bagi alat bersalut, alat bersalut boleh dibahagikan kepada alat bersalut karbida, alat bersalut keluli berkelajuan tinggi, dan alat bersalut pada seramik dan bahan superhard (berlian dan boron nitrida padu).
Mengikut sifat bahan salutan, alatan bersalut boleh dibahagikan kepada dua kategori iaitu alatan bersalut “keras” dan alatan bersalut 'lembut'. Matlamat utama yang dikejar oleh alat bersalut "keras" ialah kekerasan tinggi dan rintangan haus Kelebihan utamanya ialah kekerasan tinggi dan rintangan haus yang baik, biasanya salutan TiC dan TiN. Matlamat yang dikejar oleh alat salutan "lembut" ialah pekali geseran rendah, juga dikenali sebagai alat pelincir diri, yang geseran dengan bahan bahan kerja Pekali adalah sangat rendah, hanya kira-kira 0.1, yang boleh mengurangkan lekatan, mengurangkan geseran, dan mengurangkan pemotongan. daya dan suhu pemotongan.
Alat pemotong Nanocoating (Nanoeoating) baru-baru ini telah dibangunkan. Alat bersalut sedemikian boleh menggunakan gabungan bahan salutan yang berbeza (seperti logam/logam, logam/seramik, seramik/seramik, dll.) untuk memenuhi keperluan fungsi dan prestasi yang berbeza. Salutan nano yang direka dengan betul boleh menjadikan bahan alat mempunyai fungsi mengurangkan geseran dan anti-haus yang sangat baik dan sifat pelincir sendiri, menjadikannya sesuai untuk pemotongan kering berkelajuan tinggi.
⑵ Ciri-ciri alat pemotong bersalut
① Prestasi mekanikal dan pemotongan yang baik: Alat bersalut menggabungkan sifat cemerlang bahan asas dan bahan salutan. Mereka bukan sahaja mengekalkan keliatan yang baik dan kekuatan tinggi bahan asas, tetapi juga mempunyai kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang tinggi dan pekali geseran yang rendah. Oleh itu, kelajuan pemotongan alat bersalut boleh ditingkatkan lebih daripada 2 kali ganda daripada alat tidak bersalut, dan kadar suapan yang lebih tinggi dibenarkan. Jangka hayat alatan bersalut juga bertambah baik.
② Fleksibiliti yang kuat: Alat bersalut mempunyai fleksibiliti yang luas dan meluaskan julat pemprosesan dengan ketara. Satu alat bersalut boleh menggantikan beberapa alat tidak bersalut.
③ Ketebalan salutan: Apabila ketebalan salutan meningkat, hayat alat juga akan meningkat, tetapi apabila ketebalan salutan mencapai tepu, hayat alat tidak lagi meningkat dengan ketara. Apabila salutan terlalu tebal, ia akan menyebabkan pengelupasan dengan mudah; apabila salutan terlalu nipis, rintangan haus akan menjadi lemah.
④ Kebolehpekatan semula: Bilah bersalut mempunyai kebolehubahan semula yang lemah, peralatan salutan yang kompleks, keperluan proses yang tinggi dan masa salutan yang lama.
⑤ Bahan salutan: Alat dengan bahan salutan berbeza mempunyai prestasi pemotongan yang berbeza. Sebagai contoh: apabila memotong pada kelajuan rendah, lapisan TiC mempunyai kelebihan; apabila memotong pada kelajuan tinggi, TiN adalah lebih sesuai.
⑶Aplikasi alat pemotong bersalut
Alat bersalut mempunyai potensi besar dalam bidang pemesinan CNC dan akan menjadi pelbagai alat yang paling penting dalam bidang pemesinan CNC pada masa hadapan. Teknologi salutan telah digunakan pada kilang akhir, reamers, mata gerudi, alat pemprosesan lubang komposit, hob gear, pemotong pembentuk gear, pemotong pencukur gear, kerongsang membentuk dan pelbagai sisipan boleh indeks yang diapit mesin untuk memenuhi pelbagai keperluan pemprosesan pemotongan berkelajuan tinggi. Keperluan bahan seperti keluli dan besi tuang, aloi tahan haba dan logam bukan ferus.
5. Bahan alat karbida
Alat pemotong karbida, terutamanya alat pemotong karbida boleh diindeks, adalah produk utama alat pemesinan CNC. Sejak tahun 1980-an, jenis pelbagai alat pemotong karbida penting dan boleh diindeks atau sisipan telah diperluaskan kepada pelbagai jenis. Pelbagai medan alat pemotong, di mana alat karbida boleh diindeks telah berkembang daripada alat memusing mudah dan pemotong mengisar muka kepada pelbagai medan alat ketepatan, kompleks dan membentuk.
⑴ Jenis alat pemotong karbida
Mengikut komposisi kimia utama, karbida bersimen boleh dibahagikan kepada karbida bersimen berasaskan tungsten karbida dan karbida bersimen berasaskan titanium (nitrida) (TiC(N)).
Karbida bersimen berasaskan tungsten karbida termasuk tiga jenis: tungsten kobalt (YG), tungsten kobalt titanium (YT), dan karbida jarang ditambah (YW). Masing-masing ada kelebihan dan kekurangan masing-masing. Komponen utama ialah tungsten karbida (WC) dan titanium karbida. (TiC), tantalum karbida (TaC), niobium karbida (NbC), dll. Fasa ikatan logam yang biasa digunakan ialah Co.
Karbida bersimen berasaskan karbon titanium (nitrida) ialah karbida bersimen dengan TiC sebagai komponen utama (sesetengahnya menambah karbida atau nitrida lain). Fasa ikatan logam yang biasa digunakan ialah Mo dan Ni.
ISO (International Organization for Standardization) membahagikan pemotongan karbida kepada tiga kategori:
Kelas K, termasuk Kl0 ~ K40, adalah setara dengan kelas YG negara saya (komponen utama ialah WC.Co).
Kategori P, termasuk P01 ~ P50, adalah bersamaan dengan kategori YT negara saya (komponen utama ialah WC.TiC.Co).
Kelas M, termasuk M10~M40, adalah setara dengan kelas YW negara saya (komponen utama ialah WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Setiap gred mewakili satu siri aloi yang terdiri daripada kekerasan tinggi hingga keliatan maksimum dengan nombor antara 01 dan 50.
⑵ Ciri prestasi alat pemotong karbida
① Kekerasan tinggi: Alat pemotong karbida diperbuat daripada karbida dengan kekerasan dan takat lebur yang tinggi (dipanggil fasa keras) dan pengikat logam (dipanggil fasa ikatan) melalui metalurgi serbuk, dengan kekerasan 89 hingga 93HRA. , jauh lebih tinggi daripada keluli berkelajuan tinggi. Pada 5400C, kekerasan masih boleh mencapai 82~87HRA, yang sama dengan kekerasan keluli berkelajuan tinggi pada suhu bilik (83~86HRA). Nilai kekerasan karbida bersimen berubah dengan sifat, kuantiti, saiz zarah karbida dan kandungan fasa ikatan logam, dan secara amnya berkurangan dengan peningkatan kandungan fasa logam ikatan. Apabila kandungan fasa pengikat adalah sama, kekerasan aloi YT lebih tinggi daripada aloi YG, dan aloi yang ditambah dengan TaC (NbC) mempunyai kekerasan suhu tinggi yang lebih tinggi.
② Kekuatan dan keliatan lenturan: Kekuatan lenturan karbida bersimen yang biasa digunakan adalah dalam julat 900 hingga 1500MPa. Semakin tinggi kandungan fasa pengikat logam, semakin tinggi kekuatan lentur. Apabila kandungan pengikat adalah sama, kekuatan aloi jenis YG (WC-Co) lebih tinggi daripada aloi jenis YT (WC-TiC-Co), dan apabila kandungan TiC meningkat, kekuatan berkurangan. Karbida bersimen adalah bahan rapuh, dan keliatan impaknya pada suhu bilik hanya 1/30 hingga 1/8 daripada keluli berkelajuan tinggi.
⑶ Penggunaan alat pemotong karbida yang biasa digunakan
Aloi YG digunakan terutamanya untuk memproses besi tuang, logam bukan ferus dan bahan bukan logam. Karbida bersimen berbutir halus (seperti YG3X, YG6X) mempunyai kekerasan dan rintangan haus yang lebih tinggi daripada karbida berbutir sederhana dengan kandungan kobalt yang sama. Ia sesuai untuk memproses beberapa besi tuang keras khas, keluli tahan karat austenit, aloi tahan haba, aloi Titanium, gangsa keras dan bahan penebat tahan haus, dsb.
Kelebihan cemerlang karbida bersimen jenis YT ialah kekerasan yang tinggi, rintangan haba yang baik, kekerasan yang lebih tinggi dan kekuatan mampatan pada suhu tinggi daripada jenis YG, dan rintangan pengoksidaan yang baik. Oleh itu, apabila pisau dikehendaki mempunyai rintangan haba dan rintangan haus yang lebih tinggi, gred dengan kandungan TiC yang lebih tinggi harus dipilih. Aloi YT sesuai untuk memproses bahan plastik seperti keluli, tetapi tidak sesuai untuk memproses aloi titanium dan aloi silikon-aluminium.
Aloi YW mempunyai sifat aloi YG dan YT, dan mempunyai sifat komprehensif yang baik. Ia boleh digunakan untuk memproses keluli, besi tuang dan logam bukan ferus. Jika kandungan kobalt aloi jenis ini ditingkatkan dengan sewajarnya, kekuatannya boleh menjadi sangat tinggi dan boleh digunakan untuk pemesinan kasar dan pemotongan terputus pelbagai bahan yang sukar dimesin.
6． Alat pemotong keluli berkelajuan tinggi
Keluli Berkelajuan Tinggi (HSS) ialah keluli alat aloi tinggi yang menambahkan lebih banyak unsur pengaloian seperti W, Mo, Cr, dan V. Alat pemotong keluli berkelajuan tinggi mempunyai prestasi komprehensif yang cemerlang dari segi kekuatan, keliatan dan kebolehprosesan. Dalam alat pemotong yang kompleks, terutamanya yang mempunyai bentuk bilah yang kompleks seperti alat pemprosesan lubang, pemotong penggilingan, alat benang, alat broaching, alat pemotong gear, dll., keluli berkelajuan tinggi masih digunakan. menduduki kedudukan dominan. Pisau keluli berkelajuan tinggi mudah diasah untuk menghasilkan mata pemotong yang tajam.
Mengikut kegunaan yang berbeza, keluli berkelajuan tinggi boleh dibahagikan kepada keluli berkelajuan tinggi tujuan umum dan keluli berkelajuan tinggi berprestasi tinggi.
⑴ Alat pemotong keluli berkelajuan tinggi tujuan am
Keluli berkelajuan tinggi tujuan am. Secara amnya, ia boleh dibahagikan kepada dua kategori: keluli tungsten dan keluli tungsten-molibdenum. Keluli berkelajuan tinggi jenis ini mengandungi 0.7% hingga 0.9% (C). Mengikut kandungan tungsten yang berbeza dalam keluli, ia boleh dibahagikan kepada keluli tungsten dengan kandungan W sebanyak 12% atau 18%, keluli tungsten-molibdenum dengan kandungan W sebanyak 6% atau 8%, dan keluli molibdenum dengan kandungan W. sebanyak 2% atau tiada W. . Keluli berkelajuan tinggi tujuan am mempunyai kekerasan tertentu (63-66HRC) dan rintangan haus, kekuatan tinggi dan keliatan, keplastikan yang baik dan teknologi pemprosesan, jadi ia digunakan secara meluas dalam pembuatan pelbagai alat yang kompleks.
① Keluli tungsten: Gred tipikal bagi keluli tungsten berkelajuan tinggi tujuan am ialah W18Cr4V, (dirujuk sebagai W18). Ia mempunyai prestasi keseluruhan yang baik. Kekerasan suhu tinggi pada 6000C ialah 48.5HRC, dan boleh digunakan untuk mengeluarkan pelbagai alat yang kompleks. Ia mempunyai kelebihan kebolehkisaran yang baik dan kepekaan penyahkarburan yang rendah, tetapi disebabkan kandungan karbidanya yang tinggi, pengedaran tidak sekata, zarah yang besar, dan kekuatan dan keliatan yang rendah.
② Keluli tungsten-molibdenum: merujuk kepada keluli berkelajuan tinggi yang diperoleh dengan menggantikan sebahagian daripada tungsten dalam keluli tungsten dengan molibdenum. Gred tipikal keluli tungsten-molibdenum ialah W6Mo5Cr4V2, (dirujuk sebagai M2). Zarah karbida M2 adalah halus dan seragam, dan kekuatan, keliatan dan keplastikan suhu tinggi adalah lebih baik daripada W18Cr4V. Satu lagi jenis keluli tungsten-molibdenum ialah W9Mo3Cr4V (pendek kata W9). Kestabilan habanya lebih tinggi sedikit daripada keluli M2, kekuatan lentur dan keliatannya lebih baik daripada W6M05Cr4V2, dan ia mempunyai kebolehprosesan yang baik.
⑵ Alat pemotong keluli berkelajuan tinggi berprestasi tinggi
Keluli berkelajuan tinggi berprestasi tinggi merujuk kepada jenis keluli baharu yang menambahkan beberapa kandungan karbon, kandungan vanadium, dan unsur mengaloi seperti Co dan Al kepada komposisi keluli berkelajuan tinggi tujuan umum, dengan itu meningkatkan rintangan haba dan rintangan hausnya. . Terdapat terutamanya kategori berikut:
① Keluli berkelajuan tinggi karbon tinggi. Keluli berkelajuan tinggi karbon tinggi (seperti 95W18Cr4V) mempunyai kekerasan yang tinggi pada suhu bilik dan suhu tinggi. Ia sesuai untuk pembuatan dan pemprosesan keluli biasa dan besi tuang, mata gerudi, reamer, paip dan pemotong pengilangan dengan keperluan rintangan haus yang tinggi, atau alat untuk memproses bahan yang lebih keras. Ia tidak sesuai untuk menahan kesan besar.
② Keluli berkelajuan tinggi vanadium tinggi. Gred biasa, seperti W12Cr4V4Mo, (dirujuk sebagai EV4), mempunyai kandungan V meningkat kepada 3% hingga 5%, mempunyai rintangan haus yang baik, dan sesuai untuk memotong bahan yang menyebabkan kehausan alat yang hebat, seperti gentian, getah keras, plastik , dsb., dan juga boleh digunakan untuk memproses Bahan seperti keluli tahan karat, keluli berkekuatan tinggi dan aloi suhu tinggi.
③ Keluli berkelajuan tinggi kobalt. Ia adalah keluli berkelajuan tinggi super keras yang mengandungi kobalt. Gred biasa, seperti W2Mo9Cr4VCo8, (dirujuk sebagai M42), mempunyai kekerasan yang sangat tinggi. Kekerasannya boleh mencapai 69-70HRC. Ia sesuai untuk memproses keluli tahan haba berkekuatan tinggi yang sukar digunakan, aloi suhu tinggi, aloi titanium, dll. Bahan pemprosesan: M42 mempunyai kebolehkisaran yang baik dan sesuai untuk membuat alat ketepatan dan kompleks, tetapi ia tidak sesuai untuk bekerja di bawah keadaan pemotongan impak.
④ Keluli berkelajuan tinggi aluminium. Ia adalah keluli berkelajuan tinggi super keras yang mengandungi aluminium. Gred biasa ialah, sebagai contoh, W6Mo5Cr4V2Al, (dirujuk sebagai 501). Kekerasan suhu tinggi pada 6000C juga mencapai 54HRC. Prestasi pemotongan adalah bersamaan dengan M42. Ia sesuai untuk pembuatan pemotong pengilangan, mata gerudi, reamers, pemotong gear, dan broach. dsb., digunakan untuk memproses bahan seperti keluli aloi, keluli tahan karat, keluli kekuatan tinggi dan aloi suhu tinggi.
⑤ Nitrogen keluli berkelajuan tinggi super keras. Gred biasa, seperti W12M03Cr4V3N, dirujuk sebagai (V3N), ialah keluli berkelajuan tinggi super keras yang mengandungi nitrogen. Kekerasan, kekuatan dan keliatan adalah bersamaan dengan M42. Ia boleh digunakan sebagai pengganti bagi keluli berkelajuan tinggi yang mengandungi kobalt dan digunakan untuk pemotongan berkelajuan rendah bagi bahan yang sukar dimesin dan keluli berketepatan tinggi berkelajuan rendah. pemprosesan.
⑶ Melebur keluli berkelajuan tinggi dan metalurgi serbuk keluli berkelajuan tinggi
Mengikut proses pembuatan yang berbeza, keluli berkelajuan tinggi boleh dibahagikan kepada keluli berkelajuan tinggi peleburan dan keluli berkelajuan tinggi metalurgi serbuk.
① Peleburan keluli berkelajuan tinggi: Kedua-dua keluli berkelajuan tinggi biasa dan keluli berkelajuan tinggi berprestasi tinggi dibuat dengan kaedah peleburan. Ia dibuat menjadi pisau melalui proses seperti peleburan, tuangan jongkong, dan penyaduran dan penggulungan. Masalah serius yang mudah berlaku apabila peleburan keluli berkelajuan tinggi ialah pengasingan karbida. Karbida yang keras dan rapuh diagihkan secara tidak sekata dalam keluli berkelajuan tinggi, dan butirannya adalah kasar (sehingga berpuluh-puluh mikron), yang menjejaskan rintangan haus dan keliatan alatan keluli berkelajuan tinggi. dan menjejaskan prestasi pemotongan.
② Metalurgi serbuk keluli berkelajuan tinggi (PM HSS): Metalurgi serbuk keluli berkelajuan tinggi (PM HSS) ialah keluli cecair yang dilebur dalam relau aruhan frekuensi tinggi, diatomkan dengan argon tekanan tinggi atau nitrogen tulen, dan kemudian dipadamkan untuk mendapatkan hablur halus dan seragam. Struktur (serbuk keluli berkelajuan tinggi), dan kemudian tekan serbuk yang terhasil ke dalam pisau kosong di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi, atau mula-mula buat bilet keluli dan kemudian tempa dan gulungkannya menjadi bentuk pisau. Berbanding dengan keluli berkelajuan tinggi yang dihasilkan dengan kaedah lebur, PM HSS mempunyai kelebihan iaitu butiran karbida adalah halus dan seragam, dan kekuatan, keliatan, dan rintangan haus lebih baik berbanding keluli berkelajuan tinggi yang dicairkan. Dalam bidang alat CNC yang kompleks, alat PM HSS akan terus berkembang dan menduduki kedudukan penting. Gred biasa, seperti F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, dsb., boleh digunakan untuk mengeluarkan alat pemotong bersaiz besar, bermuatan berat, berimpak tinggi, serta alat pemotong ketepatan.
Prinsip Pemilihan Bahan Alat CNC
Pada masa ini, bahan alat CNC yang digunakan secara meluas terutamanya termasuk alat berlian, alat boron nitrida padu, alat seramik, alat bersalut, alat karbida, alat keluli berkelajuan tinggi, dll. Terdapat banyak gred bahan alat, dan sifatnya sangat berbeza. Jadual berikut menunjukkan penunjuk prestasi utama pelbagai bahan alat.
Bahan alat untuk pemesinan CNC mesti dipilih mengikut bahan kerja yang sedang diproses dan sifat pemprosesan. Pemilihan bahan alat hendaklah dipadankan secara munasabah dengan objek pemprosesan. Pemadanan bahan alat pemotong dan objek pemprosesan terutamanya merujuk kepada pemadanan sifat mekanikal, sifat fizikal dan sifat kimia kedua-duanya untuk mendapatkan hayat alat terpanjang dan produktiviti pemotongan maksimum.
1. Memadankan sifat mekanikal bahan alat pemotong dan objek pemprosesan
Masalah pemadanan sifat mekanikal alat pemotong dan objek pemprosesan terutamanya merujuk kepada pemadanan parameter sifat mekanikal seperti kekuatan, keliatan dan kekerasan alat dan bahan bahan kerja. Bahan alat dengan sifat mekanikal yang berbeza sesuai untuk memproses bahan bahan kerja yang berbeza.
① Susunan kekerasan bahan alat ialah: alat berlian>alat boron nitrida padu>alat seramik>tungsten karbida>keluli berkelajuan tinggi.
② Susunan kekuatan lenturan bahan alat ialah: keluli berkelajuan tinggi > karbida bersimen > alat seramik > alat boron nitrida berlian dan padu.
③ Susunan keliatan bahan alat ialah: keluli berkelajuan tinggi>tungsten karbida>boron nitrida padu, alat berlian dan seramik.
Bahan bahan kerja kekerasan tinggi mesti diproses dengan alat kekerasan yang lebih tinggi. Kekerasan bahan alat mestilah lebih tinggi daripada kekerasan bahan bahan kerja, yang secara amnya dikehendaki melebihi 60HRC. Semakin tinggi kekerasan bahan alat, semakin baik rintangan hausnya. Sebagai contoh, apabila kandungan kobalt dalam karbida bersimen meningkat, kekuatan dan keliatannya meningkat dan kekerasannya berkurangan, menjadikannya sesuai untuk pemesinan kasar; apabila kandungan kobalt berkurangan, kekerasan dan rintangan hausnya meningkat, menjadikannya sesuai untuk kemasan.
Alat dengan sifat mekanikal suhu tinggi yang sangat baik amat sesuai untuk pemotongan berkelajuan tinggi. Prestasi suhu tinggi alat pemotong seramik yang sangat baik membolehkan mereka memotong pada kelajuan tinggi, dan kelajuan pemotongan yang dibenarkan boleh menjadi 2 hingga 10 kali lebih tinggi daripada karbida bersimen.
2. Memadankan sifat fizikal bahan alat pemotong dengan objek yang dimesin
Alat dengan sifat fizikal yang berbeza, seperti alat keluli berkelajuan tinggi dengan kekonduksian haba yang tinggi dan takat lebur rendah, alat seramik dengan takat lebur tinggi dan pengembangan haba yang rendah, alat berlian dengan kekonduksian haba yang tinggi dan pengembangan haba yang rendah, dsb., adalah sesuai untuk memproses bahan bahan kerja yang berbeza. Apabila memproses bahan kerja dengan kekonduksian terma yang lemah, bahan alat dengan kekonduksian terma yang lebih baik harus digunakan supaya haba pemotongan dapat dipindahkan dengan cepat keluar dan suhu pemotongan dapat dikurangkan. Disebabkan oleh kekonduksian terma yang tinggi dan keresapan terma, berlian boleh menghilangkan haba pemotongan dengan mudah tanpa menyebabkan ubah bentuk haba yang besar, yang amat penting untuk alat pemesinan ketepatan yang memerlukan ketepatan dimensi yang tinggi.
① Suhu rintangan haba pelbagai bahan alat: alat berlian ialah 700~8000C, alatan PCBN ialah 13000~15000C, alatan seramik ialah 1100~12000C, karbida bersimen berasaskan TiC(N) ialah 900~11000C, berasaskan WC ultra-halus bijirin Karbida ialah 800~9000C, HSS ialah 600~7000C.
② Susunan kekonduksian terma pelbagai bahan alat: PCD>PCBN>Karbida bersimen berasaskan WC>Karbida bersimen berasaskan TiC(N)>Seramik berasaskan HSS>Si3N4>Seramik berasaskan A1203.
③ Susunan pekali pengembangan terma pelbagai bahan alat ialah: HSS>Karbida bersimen berasaskan WC>TiC(N)>seramik berasaskan A1203>Seramik berasaskan PCBN>Si3N4>PCD.
④ Susunan rintangan hentakan terma pelbagai bahan alat ialah: HSS>Karbida bersimen berasaskan WC>Seramik berasaskan Si3N4>PCBN>PCD>Karbida bersimen berasaskan TiC(N)>Seramik berasaskan A1203.
3. Memadankan sifat kimia bahan alat pemotong dengan objek yang dimesin
Masalah pemadanan sifat kimia bahan alat pemotong dan objek pemprosesan terutamanya merujuk kepada pemadanan parameter prestasi kimia seperti pertalian kimia, tindak balas kimia, resapan dan pelarutan bahan alat dan bahan bahan kerja. Alat dengan bahan yang berbeza sesuai untuk memproses bahan bahan kerja yang berbeza.
① Rintangan suhu ikatan pelbagai bahan alat (dengan keluli) ialah: PCBN>seramik>tungsten karbida>HSS.
② Suhu rintangan pengoksidaan pelbagai bahan alat ialah: seramik>PCBN>tungsten karbida>berlian>HSS.
③ Kekuatan resapan bahan alat (untuk keluli) ialah: berlian>seramik berasaskan Si3N4>seramik berasaskan PCBN>A1203. Keamatan resapan (untuk titanium) ialah: seramik berasaskan A1203>PCBN>SiC>Si3N4>berlian.
4. Pemilihan bahan alat CNC yang munasabah
Secara umumnya, PCBN, alat seramik, karbida bersalut dan alat karbida berasaskan TiCN sesuai untuk pemprosesan CNC logam ferus seperti keluli; manakala alat PCD sesuai untuk bahan logam bukan ferus seperti Al, Mg, Cu dan aloinya dan Pemprosesan bahan bukan logam. Jadual di bawah menyenaraikan beberapa bahan bahan kerja yang bahan alat di atas sesuai untuk diproses.
Alat CNC Xinfa mempunyai ciri-ciri kualiti yang baik dan harga yang rendah. Untuk butiran, sila layari:
Pengeluar Alat CNC - Kilang & Pembekal Alat CNC China (xinfatools.com)
Masa siaran: Nov-01-2023
