Kombinasjonen av avansert prosessutstyr og høyytelses CNC-skjæreverktøy kan utnytte sin effektivitet fullt ut og oppnå gode økonomiske fordeler. Med den raske utviklingen av skjæreverktøymaterialer har forskjellige nye typer skjæreverktøymaterialer forbedret deres fysiske, mekaniske og skjæreytelse betraktelig, og deres anvendelsesområde utvides også stadig.
1. Grunnleggende egenskaper som skjærende verktøymaterialer bør ha
Valget av verktøymaterialer har en betydelig innvirkning på verktøyets levetid, prosesseringseffektivitet, prosesskvalitet og prosesseringskostnader. Skjæreverktøyet må tåle høyt trykk, høy temperatur, friksjon, slag og vibrasjoner under kutting. Derfor bør verktøymaterialer ha følgende grunnleggende egenskaper:
(1) Hardhet og slitestyrke. Hardheten til verktøymaterialet må være høyere enn arbeidsstykkematerialet, og krever vanligvis en hardhet på over 60HRC. Jo høyere hardhet verktøymaterialet har, desto bedre slitestyrke.
(2) Styrke og seighet. Verktøymaterialet bør ha høy styrke og seighet for å motstå skjærekrefter, støt og vibrasjoner, og for å forhindre sprø brudd og kantkollaps av verktøyet.
(3) Varmemotstand. Verktøymaterialet har god varmebestandighet, tåler høye skjæretemperaturer og har god oksidasjonsmotstand.
(4) Prosessytelse og økonomi. Verktøymaterialet skal ha god smiingsytelse, varmebehandlingsytelse og sveiseytelse; Sliping prosessering ytelse, og jakten på høy ytelse til prisforhold.
2. Typer, egenskaper, egenskaper og bruksområder for skjærende verktøymaterialer
en. Typer, egenskaper, egenskaper og verktøyanvendelser av diamantverktøymaterialer
Diamant er en allotrop av karbon, og det er det hardeste materialet som finnes i naturen. Diamantskjæreverktøy har høy hardhet, slitestyrke og termisk ledningsevne, og er mye brukt i behandlingen av ikke-jernholdige og ikke-metalliske materialer. Spesielt ved høyhastighetsskjæring av aluminium og silisiumaluminiumslegeringer er diamantverktøy de viktigste skjæreverktøyvariantene som er vanskelige å erstatte. Diamantskjæreverktøy som kan oppnå høy effektivitet, høy stabilitet og bearbeiding med lang levetid er uunnværlige og viktige verktøy i moderne CNC-bearbeiding.
2. Typer, egenskaper, egenskaper og verktøyapplikasjoner for verktøymaterialer for kubisk bornitrid
Den andre typen superhardt materiale, kubisk bornitrid (CBN), syntetisert ved en metode som ligner på diamantfremstillingsmetoden, er nest etter diamant i hardhet og termisk ledningsevne. Den har utmerket termisk stabilitet og oksiderer ikke når den varmes opp til 10000 grader i atmosfæren. CBN
har ekstremt stabile kjemiske egenskaper for jernholdige metaller og kan brukes mye i bearbeiding av stålprodukter.
3. Type, ytelse og egenskaper for keramiske verktøymaterialer og verktøyapplikasjon
Keramiske skjæreverktøy er preget av høy hardhet, god slitestyrke, utmerket varmebestandighet og kjemisk stabilitet, og er ikke lett å binde med metall. Keramiske verktøy spiller en svært viktig rolle i NC-bearbeiding. Keramiske verktøy har blitt et av hovedverktøyene for høyhastighetsskjæring og maskinering av vanskelige materialer. Keramiske verktøy er mye brukt i høyhastighets skjæring, tørr skjæring, hard skjæring og vanskelig å kutte materialer. Keramiske verktøy kan effektivt behandle høyharde materialer som ikke kan bearbeides med tradisjonelle verktøy, og realisere "dreiing i stedet for sliping"; Den optimale skjærehastigheten til keramiske verktøy kan være 2 ~ 10 ganger høyere enn for hardmetallverktøy, og forbedrer dermed produksjonseffektiviteten til skjæring betydelig; De viktigste råvarene som brukes til keramiske verktøymaterialer er de mest tallrike elementene i skorpen. Derfor er promotering og bruk av keramiske verktøy av stor betydning for å forbedre produktiviteten, redusere prosesseringskostnadene og spare strategiske edle metaller, og vil også i stor grad fremme fremgangen innen skjæreteknologi.
4. Ytelse og egenskaper for belagte verktøymaterialer og påføring av verktøy
Å belegge verktøyet er en av de viktige måtene å forbedre ytelsen på. Fremveksten av belagte skjæreverktøy har gitt et betydelig gjennombrudd i deres skjæreytelse. Belagte skjæreverktøy er belagt med ett eller flere lag av ildfaste forbindelser med god slitestyrke på verktøykroppen med god seighet. De kombinerer verktøymatrisen med et hardt belegg, og forbedrer dermed verktøyets ytelse betraktelig. Belagte skjæreverktøy kan forbedre maskineringseffektiviteten, forbedre maskineringsnøyaktigheten, forlenge verktøyets levetid og redusere maskineringskostnadene.
Omtrent 80 prosent av skjæreverktøyene som brukes i nye CNC-maskiner bruker belagte verktøy. Belagte verktøy vil være den viktigste verktøyvarianten innen CNC-bearbeiding i fremtiden.
5. Typer, egenskaper, egenskaper og anvendelser av hardlegerte skjæreverktøymaterialer
Skjæreverktøy i hardlegering, spesielt indekserbare skjæreverktøy i hardlegering, er de ledende produktene til CNC-maskinverktøy. Siden 1980-tallet har ulike typer integrerte og indekserbare skjæreverktøy eller kniver i hardlegering utvidet seg til ulike skjæreverktøyfelt. Blant dem har indekserbare skjæreverktøy i hardlegering utvidet seg fra enkle dreie- og overflatefreseverktøy til forskjellige presisjons-, komplekse og formede verktøyfelt.
Typer skjæreverktøy i hardlegering
I henhold til den kjemiske hovedsammensetningen kan harde legeringer deles inn i wolframkarbidbaserte harde legeringer og titankarbid (TiC (N)-baserte harde legeringer.
Wolframkarbidbaserte sementerte karbider inkluderer wolframkobolt (YG), wolframkobolttitan (YT) og tilsatt sjeldent karbid (YW). De har sine egne fordeler og ulemper. Hovedkomponentene er wolframkarbid (WC), titankarbid (TiC), tantalkarbid (TaC), niobkarbid (NbC), etc. Den vanlige metallbindingsfasen er Co.
Karbon (nitrogen) titanbaserte harde legeringer er harde legeringer med TiC som hovedkomponent (noen med andre karbider eller nitrider tilsatt), og de vanligste metallbindingsfasene er Mo og Ni.
ISO (International Organization for Standardization) deler skjæring av harde legeringer i tre kategorier:
Klasse K, inkludert Kl0-K40, tilsvarer YG-klassen i Kina (hovedsakelig sammensatt av WC Co).
Klasse P, inkludert P01 til P50, tilsvarer YT-klassen i Kina (hovedsakelig sammensatt av WC TiC Co).
Klasse M, inkludert M10 til M40, tilsvarer YW-klassen i Kina (hovedsakelig sammensatt av WC TiC TaC (NbC) Co).
Hvert merke representerer en serie legeringer som spenner fra høy hardhet til maksimal seighet med tall mellom 01 og 50.
6. Typer, egenskaper og bruksområder for høyhastighets skjæreverktøy i stål
High Speed Steel (HSS) er en type høylegert verktøystål som inneholder en stor mengde legeringselementer som W, Mo, Cr og V. Høyhastighets skjæreverktøy i stål har utmerket omfattende ytelse når det gjelder styrke, seighet og bearbeidbarhet. I komplekse skjæreverktøy, spesielt for produksjon av hullbehandlingsverktøy, freseverktøy, gjengeskjæreverktøy, brosjer, skjæreverktøy og andre komplekse kantformede skjæreverktøy, inntar høyhastighetsstål fortsatt hovedposisjonen. Høyhastighets stålverktøy er enkle å slipe skarpe skjærekanter.
I henhold til forskjellige formål kan høyhastighetsstål deles inn i høyhastighetsstål for generell bruk og høyhastighetsstål med høy ytelse.
(1) Universelle høyhastighets skjæreverktøy i stål
Universalt høyhastighetsstål. Generelt kan det deles inn i to kategorier: wolframstål og wolframmolybdenstål. Denne typen høyhastighetsstål inneholder (C) fra 0,7 prosent til 0,9 prosent. I henhold til det forskjellige wolframinnholdet i stål kan det deles inn i wolframstål som inneholder 12 prosent eller 18 prosent W, wolframmolybdenstål som inneholder 6 prosent eller 8 prosent W, og molybdenstål som inneholder 2 prosent eller ingen W. Universalt høyhastighetsstål har en viss grad av hardhet (63-66HRC) og slitestyrke, høy styrke og seighet, god plastisitet og prosesseringsevne, og er mye brukt i produksjon av ulike komplekse skjæreverktøy.
① Tungsten stål: Den typiske karakteren for universelt høyhastighets stål wolframstål er W18Cr4V, (referert til som W18), som har gode omfattende egenskaper og en høytemperaturhardhet på 48,5HRC ved 6000 grader. Den kan brukes til å produsere ulike komplekse skjæreverktøy. Den har fordeler som god slipbarhet og lav avkarboniseringsfølsomhet, men på grunn av det høye innholdet av karbider, ujevn fordeling, større partikler og lav styrke og seighet.
② Tungsten molybden stål: refererer til et høyhastighets stål oppnådd ved å erstatte en del av wolfram i wolfram stål med molybden. Den typiske typen wolframmolybdenstål er W6Mo5Cr4V2, eller M2 for kort. Karbidpartiklene til M2 er fine og jevne, med bedre styrke, seighet og høytemperaturplastisitet enn W18Cr4V. En annen type wolframmolybdenstål er W9Mo3Cr4V (forkortet til W9), som har litt høyere termisk stabilitet enn M2-stål, bedre bøyestyrke og seighet enn W6M05Cr4V2, og har god bearbeidbarhet.
(2) Høyytelses høyhastighets stålskjæreverktøy
Høyytelses høyhastighetsstål refererer til en ny type stål som tilfører noe karboninnhold, vanadiuminnhold og legeringselementer som Co og Al til sammensetningen av høyhastighetsstål for generell bruk, og dermed forbedrer varmebestandigheten og slitestyrken. . Det er hovedsakelig følgende kategorier:
① Høyt karbon høyhastighetsstål. Høyt karbon høyhastighetsstål (som 95W18Cr4V) har høy hardhet ved rom og høye temperaturer, noe som gjør det egnet for produksjon og prosessering av vanlig stål og støpejern, borkroner, rømmere, kraner og freser med høye krav til slitestyrke, eller skjæreverktøy for bearbeiding av hardere materialer. Den er ikke egnet til å tåle store påvirkninger.
② Høyhastighetsstål av vanadium. Typiske kvaliteter, som W12Cr4V4Mo, (EV4 for kort), med V-innholdet økt til 3 prosent ~5 prosent, har god slitestyrke, og er egnet for kutting av materialer med stor verktøyslitasje, som fiber, hard gummi, plast, etc., og kan også brukes til bearbeiding av rustfritt stål, høyfast stål, høytemperaturlegering og andre materialer.
③ Kobolt høyhastighetsstål. Det er et koboltholdig superhardt høyhastighetsstål med en typisk karakter, for eksempel W2Mo9Cr4VCo8 (referert til som M42), som har en høy hardhet på opptil 69~70HRC. Den er egnet for bearbeiding av vanskelig bearbeidede materialer som høyfast varmebestandig stål, høytemperaturlegeringer, titanlegeringer osv. M42 har god slipbarhet og egner seg for å lage presisjon og komplekse skjæreverktøy, men den egner seg ikke til arbeider under støtskjæringsforhold.
④ Høyhastighetsstål i aluminium. Det er et aluminium som inneholder superhardt høyhastighetsstål med en typisk karakter, for eksempel W6Mo5Cr4V2Al (forkortet til 501). Høytemperaturhardheten ved 6000 grader når også 54HRC, og kutteytelsen tilsvarer M42. Den er egnet for produksjon av freser, borkroner, rømmere, kuttere, brosjer, etc., og brukes til å behandle materialer som legert stål, rustfritt stål, høyfast stål og høytemperaturlegeringer.
⑤ Nitrogen superhardt høyhastighetsstål. En typisk karakter, for eksempel W12M03Cr4V3N, forkortet til (V3N), er et nitrogenholdig superhardt høyhastighetsstål med en hardhet, styrke og seighet som kan sammenlignes med M42. Den kan brukes som erstatning for koboltholdig høyhastighetsstål for lavhastighetsskjæring av vanskelig bearbeidede materialer og lavhastighets høypresisjonsmaskinering.
(3) Smelting av høyhastighetsstål og pulvermetallurgi høyhastighetsstål
I henhold til forskjellige produksjonsprosesser kan høyhastighetsstål deles inn i smeltet høyhastighetsstål og pulvermetallurgi høyhastighetsstål.
① Smelte høyhastighetsstål: Både vanlig høyhastighetsstål og høyytelses høyhastighetsstål produseres ved hjelp av smeltemetoden. De lages til skjærende verktøy gjennom prosesser som smelting, støping av blokker og plettering og valsing. Det alvorlige problemet som er tilbøyelig til å oppstå ved smelting av høyhastighetsstål er karbidsegregering. Harde og sprø karbider er ujevnt fordelt i høyhastighetsstål, og kornstørrelsen er grov (opptil titalls mikrometer), noe som har negative effekter på slitestyrken, seigheten og kutteytelsen til høyhastighetsstålverktøy.
② Powder Metallurgy High Speed Steel (PM HSS): Powder Metallurgy High Speed Steel (PM HSS) er en stålvæske smeltet i en høyfrekvent induksjonsovn. Det forstøves med høytrykksargon eller ren nitrogengass, og bråkjøles deretter for å oppnå en fin og jevn krystallinsk struktur (høyhastighetsstålpulver). Det resulterende pulveret blir deretter presset inn i et verktøyemne ved høy temperatur og trykk, eller først gjort til en stålemne og deretter smidd og rullet til en verktøyform. Sammenlignet med høyhastighetsstål produsert ved smeltemetode, har PM HSS fordelene med fine og jevne karbidkorn, betydelig forbedret styrke, seighet og slitestyrke sammenlignet med smeltet høyhastighetsstål. PM HSS-verktøy vil videreutvikle og innta en viktig posisjon innen komplekse CNC-verktøy. Typiske kvaliteter, som F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, etc., kan brukes til å produsere store, kraftige og slagfaste skjæreverktøy, samt presisjonsskjæreverktøy.
