Ang isang mahusay na kabayo ay nangangailangan ng isang mahusay na saddle at gumagamit ng advanced na CNC machining equipment. Kung maling kasangkapan ang ginamit, ito ay walang silbi! Ang pagpili ng naaangkop na materyal ng tool ay may malaking epekto sa buhay ng serbisyo ng tool, kahusayan sa pagproseso, kalidad ng pagproseso at gastos sa pagproseso. Ang artikulong ito ay nagbibigay ng kapaki-pakinabang na impormasyon tungkol sa kaalaman sa kutsilyo, kolektahin ito at ipasa ito, sabay-sabay tayong matuto.
Ang mga materyales sa tool ay dapat magkaroon ng mga pangunahing katangian
Ang pagpili ng mga materyales sa tool ay may malaking epekto sa buhay ng tool, kahusayan sa pagproseso, kalidad ng pagproseso at gastos sa pagproseso. Ang mga tool ay dapat makatiis ng mataas na presyon, mataas na temperatura, alitan, epekto at panginginig ng boses kapag pinuputol. Samakatuwid, ang mga materyales sa tool ay dapat magkaroon ng mga sumusunod na pangunahing katangian:
(1) Tigas at paglaban sa pagsusuot. Ang tigas ng materyal ng tool ay dapat na mas mataas kaysa sa tigas ng materyal na workpiece, na karaniwang kinakailangan na higit sa 60HRC. Kung mas mataas ang tigas ng materyal ng tool, mas mahusay ang wear resistance.
(2) Lakas at tigas. Ang mga materyales sa tool ay dapat magkaroon ng mataas na lakas at katigasan upang mapaglabanan ang mga puwersa ng pagputol, epekto at panginginig ng boses, at maiwasan ang malutong na bali at chipping ng tool.
(3) Panlaban sa init. Ang materyal ng tool ay may mahusay na paglaban sa init, maaaring makatiis ng mataas na temperatura ng pagputol, at may mahusay na pagtutol sa oksihenasyon.
(4) Pagganap ng proseso at ekonomiya. Ang mga materyales sa tool ay dapat magkaroon ng mahusay na pagganap ng forging, pagganap ng paggamot sa init, pagganap ng hinang; paggiling ng pagganap, atbp., at dapat ituloy ang mataas na pagganap-presyo ratio.
Mga uri, katangian, katangian, at aplikasyon ng mga materyales sa tool
1. Mga materyales sa tool na brilyante
Ang brilyante ay isang allotrope ng carbon at ang pinakamahirap na materyal na matatagpuan sa kalikasan. Ang mga tool sa paggupit ng brilyante ay may mataas na tigas, mataas na resistensya ng pagsusuot at mataas na thermal conductivity, at malawakang ginagamit sa pagproseso ng mga non-ferrous na metal at non-metallic na materyales. Lalo na sa high-speed cutting ng aluminum at silicon-aluminum alloys, ang mga brilyante na tool ang pangunahing uri ng cutting tool na mahirap palitan. Ang mga tool na diyamante na maaaring makamit ang mataas na kahusayan, mataas na katatagan, at mahabang buhay ng serbisyo ay kailangang-kailangan at mahalagang kasangkapan sa modernong CNC machining.
⑴ Mga uri ng mga tool na diyamante
① Mga tool na natural na brilyante: Ang mga natural na brilyante ay ginamit bilang mga tool sa paggupit sa daan-daang taon. Ang mga natural na solong kristal na mga tool na brilyante ay pinong giniling upang gawing lubhang matalim ang gilid. Ang cutting edge radius ay maaaring umabot sa 0.002μm, na maaaring makamit ang ultra-thin cutting. Maaari itong magproseso ng napakataas na katumpakan ng workpiece at napakababang pagkamagaspang sa ibabaw. Ito ay isang kinikilala, perpekto at hindi mapapalitang ultra-precision machining tool.
② Mga tool sa pagputol ng brilyante ng PCD: Mahal ang mga natural na brilyante. Ang pinakamalawak na ginagamit na brilyante sa pagpoproseso ng pagputol ay polycrystalline diamond (PCD). Mula noong unang bahagi ng 1970s, ang polycrystalline diamond (Polycrystauine diamond, tinutukoy bilang PCD blades) na inihanda gamit ang high-temperature at high-pressure synthesis na teknolohiya ay binuo. Matapos ang tagumpay nito, ang mga natural na tool sa pagputol ng brilyante ay pinalitan ng artipisyal na polycrystalline na brilyante sa maraming okasyon. Ang mga hilaw na materyales ng PCD ay mayaman sa mga pinagkukunan, at ang kanilang presyo ay iilan hanggang ikasampung bahagi lamang ng natural na brilyante. Ang mga tool sa paggupit ng PCD ay hindi maaaring gilingin upang makagawa ng napakatalim na mga tool sa paggupit. Ang kalidad ng ibabaw ng cutting edge at ang naprosesong workpiece ay hindi kasing ganda ng natural na brilyante. Hindi pa maginhawa ang paggawa ng mga PCD blades na may mga chip breaker sa industriya. Samakatuwid, maaari lamang gamitin ang PCD para sa precision cutting ng mga non-ferrous na metal at non-metal, at mahirap makamit ang ultra-high precision cutting. Precision mirror cutting.
③ CVD diamond cutting tools: Mula noong huling bahagi ng 1970s hanggang unang bahagi ng 1980s, lumitaw ang teknolohiyang CVD diamond sa Japan. Ang CVD diamond ay tumutukoy sa paggamit ng chemical vapor deposition (CVD) upang mag-synthesize ng diamond film sa isang heterogenous matrix (tulad ng cemented carbide, ceramics, atbp.). Ang diyamante ng CVD ay may eksaktong kaparehong istraktura at katangian gaya ng natural na brilyante. Ang pagganap ng CVD diamond ay napakalapit sa natural na brilyante. Ito ay may mga pakinabang ng natural na single crystal diamond at polycrystalline diamond (PCD), at nagtagumpay sa kanilang mga pagkukulang sa isang tiyak na lawak.
⑵ Mga katangian ng pagganap ng mga tool na brilyante
① Napakataas na tigas at resistensya ng pagsusuot: Ang natural na brilyante ang pinakamatigas na sangkap na matatagpuan sa kalikasan. Ang brilyante ay may napakataas na resistensya sa pagsusuot. Kapag nagpoproseso ng mga materyales na may mataas na tigas, ang buhay ng mga tool sa brilyante ay 10 hanggang 100 beses kaysa sa mga tool ng carbide, o kahit na daan-daang beses.
② May napakababang friction coefficient: Ang friction coefficient sa pagitan ng brilyante at ilang non-ferrous na metal ay mas mababa kaysa sa iba pang cutting tool. Ang friction coefficient ay mababa, ang deformation sa panahon ng pagproseso ay maliit, at ang cutting force ay maaaring mabawasan.
③ Ang cutting edge ay napakatalim: Ang cutting edge ng tool na brilyante ay maaaring durugin nang napakatalim. Ang natural na single crystal diamond tool ay maaaring kasing taas ng 0.002~0.008μm, na maaaring magsagawa ng ultra-thin cutting at ultra-precision processing.
④ Mataas na thermal conductivity: Ang brilyante ay may mataas na thermal conductivity at thermal diffusivity, kaya ang pagputol ng init ay madaling mawala at ang temperatura ng cutting na bahagi ng tool ay mababa.
⑤ May mas mababang thermal expansion coefficient: Ang thermal expansion coefficient ng brilyante ay ilang beses na mas maliit kaysa sa cemented carbide, at ang pagbabago sa laki ng tool na dulot ng pagputol ng init ay napakaliit, na partikular na mahalaga para sa precision at ultra-precision machining na nangangailangan ng mataas na dimensional na katumpakan.
⑶ Paglalapat ng mga tool na diyamante
Ang mga tool na diyamante ay kadalasang ginagamit para sa pinong pagputol at pagbubutas ng mga non-ferrous na metal at non-metallic na materyales sa mataas na bilis. Angkop para sa pagproseso ng iba't ibang mga hindi-metal na lumalaban sa pagsusuot, tulad ng mga blangko ng fiberglass powder metallurgy, mga ceramic na materyales, atbp.; iba't ibang hindi-ferrous na metal na lumalaban sa pagsusuot, tulad ng iba't ibang mga haluang metal na silikon-aluminyo; at pagtatapos ng pagproseso ng iba't ibang non-ferrous na metal.
Ang kawalan ng mga tool sa brilyante ay mayroon silang mahinang thermal stability. Kapag ang temperatura ng pagputol ay lumampas sa 700 ℃ ~ 800 ℃, ganap na mawawala ang kanilang katigasan. Bilang karagdagan, ang mga ito ay hindi angkop para sa pagputol ng mga ferrous na metal dahil ang brilyante (carbon) ay madaling tumutugon sa bakal sa mataas na temperatura. Ang pagkilos ng atom ay nagpapalit ng mga carbon atom sa graphite na istraktura, at ang tool ay madaling masira.
2. Cubic boron nitride tool material
Ang cubic boron nitride (CBN), ang pangalawang superhard na materyal na na-synthesize gamit ang paraang katulad ng paggawa ng brilyante, ay pangalawa lamang sa brilyante sa mga tuntunin ng tigas at thermal conductivity. Ito ay may mahusay na thermal stability at maaaring painitin sa 10,000C sa atmospera. Walang nangyayaring oksihenasyon. Ang CBN ay may napakatatag na katangian ng kemikal para sa mga ferrous na metal at maaaring malawakang magamit sa pagproseso ng mga produktong bakal.
⑴ Mga uri ng cubic boron nitride cutting tool
Ang cubic boron nitride (CBN) ay isang substance na hindi umiiral sa kalikasan. Ito ay nahahati sa iisang kristal at polycrystalline, katulad ng CBN single crystal at polycrystalline cubic boron nitride (Polycrystalline cubic bornnitride, PCBN para sa maikli). Ang CBN ay isa sa mga allotrope ng boron nitride (BN) at may istraktura na katulad ng brilyante.
Ang PCBN (polycrystalline cubic boron nitride) ay isang polycrystalline na materyal kung saan ang mga pinong materyales ng CBN ay pinagsama-sama sa pamamagitan ng mga binding phase (TiC, TiN, Al, Ti, atbp.) sa ilalim ng mataas na temperatura at presyon. Ito ang kasalukuyang pangalawang pinakamahirap na artipisyal na na-synthesize na materyal. Ang materyal na tool ng brilyante, kasama ang brilyante, ay sama-samang tinatawag na superhard tool material. Pangunahing ginagamit ang PCBN sa paggawa ng mga kutsilyo o iba pang kasangkapan.
Ang mga tool sa pagputol ng PCBN ay maaaring hatiin sa solidong PCBN blades at PCBN composite blades na sintered gamit ang carbide.
Ginagawa ang mga composite blades ng PCBN sa pamamagitan ng sintering ng isang layer ng PCBN na may kapal na 0.5 hanggang 1.0mm sa isang cemented carbide na may magandang lakas at tigas. Pinagsasama ng pagganap nito ang magandang tigas na may mataas na tigas at paglaban sa pagsusuot. Nilulutas nito ang mga problema ng mababang lakas ng baluktot at mahirap na hinang ng mga blades ng CBN.
⑵ Mga pangunahing katangian at katangian ng cubic boron nitride
Kahit na ang tigas ng cubic boron nitride ay bahagyang mas mababa kaysa sa brilyante, ito ay mas mataas kaysa sa iba pang mga materyales na may mataas na tigas. Ang namumukod-tanging bentahe ng CBN ay ang thermal stability nito ay mas mataas kaysa sa brilyante, na umaabot sa temperaturang higit sa 1200°C (ang brilyante ay 700-800°C). Ang isa pang namumukod-tanging bentahe ay ang pagiging chemically inert nito at hindi tumutugon sa bakal sa 1200-1300°C. reaksyon. Ang mga pangunahing katangian ng pagganap ng cubic boron nitride ay ang mga sumusunod.
① Mataas na tigas at resistensya sa pagsusuot: Ang istraktura ng kristal ng CBN ay katulad ng brilyante, at may katulad na tigas at lakas sa brilyante. Ang PCBN ay partikular na angkop para sa pagpoproseso ng mga materyales na may mataas na tigas na maaari lamang igiling bago, at maaaring makakuha ng mas mahusay na kalidad ng ibabaw ng workpiece.
② Mataas na thermal stability: Ang heat resistance ng CBN ay maaaring umabot sa 1400~1500℃, na halos 1 beses na mas mataas kaysa sa heat resistance ng brilyante (700~800℃). Ang mga tool ng PCBN ay maaaring magputol ng mga high-temperature na haluang metal at tumigas na bakal sa mataas na bilis ng 3 hanggang 5 beses na mas mataas kaysa sa carbide tool.
③ Napakahusay na katatagan ng kemikal: Ito ay walang kemikal na pakikipag-ugnayan sa mga materyales na nakabatay sa bakal hanggang sa 1200-1300°C, at hindi magsusuot nang kasing tala ng brilyante. Sa oras na ito, maaari pa rin nitong mapanatili ang katigasan ng sementadong karbid; Ang mga tool ng PCBN ay angkop para sa pagputol ng mga na-quenched steel Mga bahagi at pinalamig na cast iron, ay maaaring malawakang magamit sa high-speed cutting ng cast iron.
④ Magandang thermal conductivity: Bagama't hindi makakasabay ang thermal conductivity ng CBN sa brilyante, ang thermal conductivity ng PCBN sa iba't ibang tool materials ay pangalawa lamang sa brilyante, at mas mataas kaysa sa high-speed steel at cemented carbide.
⑤ May mas mababang friction coefficient: Ang mababang friction coefficient ay maaaring humantong sa pagbawas sa cutting force sa panahon ng pagputol, pagbawas sa cutting temperature, at pagpapahusay sa kalidad ng machined surface.
⑶ Paglalagay ng cubic boron nitride cutting tools
Ang cubic boron nitride ay angkop para sa pagtatapos ng iba't ibang mahirap-cut na materyales tulad ng quenched steel, hard cast iron, high-temperature alloys, cemented carbide, at surface spray materials. Ang katumpakan ng pagproseso ay maaaring umabot sa IT5 (ang butas ay IT6), at ang halaga ng pagkamagaspang sa ibabaw ay maaaring kasing liit ng Ra1.25~0.20μm.
Ang materyal na tool ng cubic boron nitride ay may mahinang tibay at lakas ng baluktot. Samakatuwid, ang cubic boron nitride turning tools ay hindi angkop para sa rough machining sa mababang bilis at mataas na impact load; sa parehong oras, ang mga ito ay hindi angkop para sa pagputol ng mga materyales na may mataas na plasticity (tulad ng mga aluminyo na haluang metal, tanso na haluang metal, nickel-based na haluang metal, mga bakal na may mataas na plasticity, atbp.), dahil ang pagputol ng mga malubhang built-up na gilid ay magaganap kapag nagtatrabaho. na may metal, na lumalala sa machined na ibabaw.
3. ceramic tool materials
Ang mga tool sa paggupit ng ceramic ay may mga katangian ng mataas na tigas, mahusay na paglaban sa pagsusuot, mahusay na paglaban sa init at katatagan ng kemikal, at hindi madaling mag-bond sa metal. Ang mga ceramic tool ay may napakahalagang papel sa CNC machining. Ang mga ceramic na tool ay naging isa sa mga pangunahing tool para sa high-speed cutting at pagproseso ng mga mahirap-sa-machine na materyales. Ang mga ceramic cutting tool ay malawakang ginagamit sa high-speed cutting, dry cutting, hard cutting at cutting ng mga mahirap-sa-machine na materyales. Ang mga ceramic na tool ay mahusay na makakapagproseso ng matapang na materyales na hindi kayang iproseso ng mga tradisyunal na kasangkapan, na napagtatanto ang "pag-ikot sa halip na paggiling"; ang pinakamainam na bilis ng pagputol ng mga ceramic na tool ay maaaring 2 hanggang 10 beses na mas mataas kaysa sa mga tool ng carbide, kaya lubos na nagpapabuti ng kahusayan sa paggawa ng pagputol. ; Ang mga pangunahing hilaw na materyales na ginagamit sa mga ceramic tool na materyales ay ang pinakamaraming elemento sa crust ng lupa. Samakatuwid, ang pag-promote at paggamit ng mga ceramic na kasangkapan ay may malaking kahalagahan para sa pagpapabuti ng produktibidad, pagbabawas ng mga gastos sa pagproseso, at pag-save ng mga madiskarteng mahalagang metal. Ito rin ay lubos na magtataguyod ng pag-unlad ng cutting technology. pag-unlad.
⑴ Mga uri ng ceramic tool materials
Karaniwang nahahati sa tatlong kategorya ang mga uri ng materyal ng ceramic tool: alumina-based ceramics, silicon nitride-based ceramics, at composite silicon nitride-alumina-based ceramics. Kabilang sa mga ito, ang mga materyales na ceramic tool na batay sa alumina at silikon nitride ay ang pinaka malawak na ginagamit. Ang pagganap ng silicon nitride-based ceramics ay higit na mataas kaysa sa alumina-based ceramics.
⑵ Pagganap at mga katangian ng mga tool sa paggupit ng ceramic
① Mataas na tigas at mahusay na pagsusuot ng resistensya: Bagama't ang tigas ng mga ceramic cutting tools ay hindi kasing taas ng PCD at PCBN, ito ay mas mataas kaysa sa carbide at high-speed steel cutting tools, na umaabot sa 93-95HRA. Ang mga ceramic cutting tool ay maaaring magproseso ng mga high-hard na materyales na mahirap iproseso gamit ang tradisyonal na cutting tool at angkop para sa high-speed cutting at hard cutting.
② Mataas na paglaban sa temperatura at mahusay na paglaban sa init: Ang mga ceramic cutting tool ay maaari pa ring mag-cut sa mataas na temperatura na higit sa 1200°C. Ang mga ceramic cutting tool ay may mahusay na mataas na temperatura na mga mekanikal na katangian. Ang A12O3 ceramic cutting tools ay may partikular na mahusay na pagtutol sa oksihenasyon. Kahit na ang cutting edge ay nasa isang mainit na estado, maaari itong gamitin nang tuluy-tuloy. Samakatuwid, ang mga ceramic na tool ay maaaring makamit ang dry cutting, kaya inaalis ang pangangailangan para sa pagputol ng likido.
③ Magandang chemical stability: Ang mga ceramic cutting tool ay hindi madaling i-bonding sa metal, at corrosion-resistant at may magandang chemical stability, na maaaring mabawasan ang bonding wear ng cutting tools.
④ Mababang friction coefficient: Ang affinity sa pagitan ng mga ceramic na tool at metal ay maliit, at mababa ang friction coefficient, na maaaring mabawasan ang cutting force at cutting temperature.
⑶ Ang mga ceramic na kutsilyo ay may mga aplikasyon
Ang mga keramika ay isa sa mga materyales sa tool na pangunahing ginagamit para sa high-speed finishing at semi-finishing. Ang mga ceramic cutting tool ay angkop para sa pagputol ng iba't ibang cast iron (grey cast iron, ductile iron, malleable cast iron, chilled cast iron, high alloy wear-resistant cast iron) at mga materyales na bakal (carbon structural steel, alloy structural steel, high strength steel, high manganese steel, quenched steel atbp.), ay maaari ding gamitin sa pagputol ng mga tansong haluang metal, grapayt, engineering plastic at composite materials.
Ang mga materyal na katangian ng ceramic cutting tool ay may mga problema sa mababang baluktot na lakas at mahinang impact toughness, na ginagawa itong hindi angkop para sa pagputol sa mababang bilis at sa ilalim ng impact load.
4. Pinahiran na kasangkapang materyales
Ang mga tool sa paggupit ng coating ay isa sa mga mahalagang paraan upang mapabuti ang pagganap ng tool. Ang paglitaw ng mga pinahiran na tool ay nagdulot ng isang malaking tagumpay sa pagganap ng pagputol ng mga tool sa paggupit. Ang mga coated na tool ay pinahiran ng isa o higit pang mga layer ng refractory compound na may magandang wear resistance sa tool body na may magandang tibay. Pinagsasama nito ang tool matrix sa matigas na patong, sa gayon ay lubos na nagpapabuti sa pagganap ng tool. Ang mga pinahiran na tool ay maaaring mapabuti ang kahusayan sa pagproseso, mapabuti ang katumpakan ng pagproseso, pahabain ang buhay ng serbisyo ng tool, at bawasan ang mga gastos sa pagproseso.
Humigit-kumulang 80% ng mga cutting tool na ginagamit sa mga bagong CNC machine tool ay gumagamit ng mga coated na tool. Ang mga coated na tool ang magiging pinakamahalagang iba't ibang tool sa larangan ng CNC machining sa hinaharap.
⑴ Mga uri ng mga tool na pinahiran
Ayon sa iba't ibang mga pamamaraan ng coating, ang mga coated na tool ay maaaring nahahati sa chemical vapor deposition (CVD) coated tools at physical vapor deposition (PVD) coated tool. Ang mga tool sa paggupit ng coated carbide ay karaniwang gumagamit ng chemical vapor deposition method, at ang temperatura ng deposition ay nasa paligid ng 1000°C. Ang mga pinahiran na high-speed steel cutting tool ay karaniwang gumagamit ng pisikal na paraan ng pagdeposito ng singaw, at ang temperatura ng pagtitiwalag ay nasa paligid ng 500°C;
Ayon sa iba't ibang substrate na materyales ng mga coated na tool, ang mga coated na tool ay maaaring nahahati sa carbide coated tools, high-speed steel coated tool, at coated na tool sa mga ceramics at superhard na materyales (diamond at cubic boron nitride).
Ayon sa mga katangian ng materyal na patong, ang mga kagamitang pinahiran ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya, katulad ng mga tool na pinahiran ng "matigas" at mga tool na pinahiran ng 'malambot'. Ang mga pangunahing layunin na hinahabol ng "hard" coated na mga tool ay mataas ang tigas at wear resistance. Ang layunin na hinahabol ng "malambot" na mga tool sa coating ay isang mababang friction coefficient, na kilala rin bilang self-lubricating tools, na friction sa workpiece material Ang coefficient ay napakababa, halos 0.1 lamang, na maaaring mabawasan ang adhesion, bawasan ang friction, at mabawasan ang pagputol puwersa at temperatura ng pagputol.
Ang mga tool sa pagputol ng Nanocoating (Nanoeoating) ay binuo kamakailan. Ang mga naturang coated na tool ay maaaring gumamit ng iba't ibang kumbinasyon ng mga coating na materyales (gaya ng metal/metal, metal/ceramic, ceramic/ceramic, atbp.) upang matugunan ang iba't ibang mga kinakailangan sa pagganap at pagganap. Ang wastong idinisenyong nano-coatings ay maaaring gumawa ng mga tool na materyales na magkaroon ng mahusay na friction-reducing at anti-wear function at self-lubricating properties, na ginagawa itong angkop para sa high-speed dry cutting.
⑵ Mga katangian ng coated cutting tools
① Magandang mekanikal at cutting performance: Pinagsasama ng mga coated na tool ang mahuhusay na katangian ng base material at coating material. Hindi lamang nila pinapanatili ang magandang katigasan at mataas na lakas ng base na materyal, ngunit mayroon ding mataas na tigas, mataas na wear resistance at mababang Friction coefficient. Samakatuwid, ang bilis ng pagputol ng mga pinahiran na tool ay maaaring tumaas ng higit sa 2 beses kaysa sa mga hindi naka-coated na tool, at pinapayagan ang mas mataas na rate ng feed. Ang buhay ng mga tool na pinahiran ay napabuti din.
② Malakas na versatility: Ang mga coated na tool ay may malawak na versatility at makabuluhang pinalawak ang saklaw ng pagproseso. Ang isang pinahiran na tool ay maaaring palitan ang ilang di-pinahiran na mga tool.
③ Kapal ng coating: Habang tumataas ang kapal ng coating, tataas din ang buhay ng tool, ngunit kapag umabot sa saturation ang kapal ng coating, hindi na tataas nang malaki ang tool life. Kapag ang patong ay masyadong makapal, ito ay madaling maging sanhi ng pagbabalat; kapag ang patong ay masyadong manipis, ang wear resistance ay magiging mahirap.
④ Regrindability: Ang mga coated blades ay may mahinang regrindability, kumplikadong coating equipment, mataas na kinakailangan sa proseso, at mahabang oras ng coating.
⑤ Coating material: Ang mga tool na may iba't ibang coating na materyales ay may iba't ibang cutting performance. Halimbawa: kapag ang pagputol sa mababang bilis, ang TiC coating ay may mga pakinabang; kapag pagputol sa mataas na bilis, ang TiN ay mas angkop.
⑶Paglalapat ng mga coated cutting tool
Ang mga coated na tool ay may malaking potensyal sa larangan ng CNC machining at magiging pinakamahalagang tool variety sa larangan ng CNC machining sa hinaharap. Ang teknolohiya ng coating ay inilapat sa mga end mill, reamers, drill bits, composite hole processing tools, gear hobs, gear shaper cutter, gear shaving cutter, forming broaches at iba't ibang machine-clamp indexable insert upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan ng high-speed cutting processing. Ang mga pangangailangan ng mga materyales tulad ng bakal at cast iron, mga haluang metal na lumalaban sa init at mga non-ferrous na metal.
5. Carbide tool na materyales
Ang mga tool sa pagputol ng carbide, lalo na ang mga na-index na tool sa pagputol ng carbide, ay ang mga nangungunang produkto ng mga tool sa machining ng CNC. Mula noong 1980s, ang mga varieties ng iba't ibang integral at indexable carbide cutting tool o insert ay pinalawak sa iba't ibang uri. Iba't ibang field ng cutting tool, kung saan lumawak ang mga indexable carbide tool mula sa mga simpleng turning tool at face milling cutter sa iba't ibang precision, complex, at forming tool field.
⑴ Mga uri ng carbide cutting tool
Ayon sa pangunahing komposisyon ng kemikal, ang cemented carbide ay maaaring nahahati sa tungsten carbide-based cemented carbide at titanium carbon (nitride) (TiC(N))-based cemented carbide.
Ang tungsten carbide-based cemented carbide ay may kasamang tatlong uri: tungsten cobalt (YG), tungsten cobalt titanium (YT), at rare carbide added (YW). Ang bawat isa ay may sariling mga pakinabang at disadvantages. Ang mga pangunahing bahagi ay tungsten carbide (WC) at titanium carbide. (TiC), tantalum carbide (TaC), niobium carbide (NbC), atbp. Ang karaniwang ginagamit na metal bonding phase ay Co.
Ang cemented carbide na nakabatay sa titanium carbon (nitride) ay isang cemented carbide na may TiC bilang pangunahing bahagi (ang ilan ay nagdaragdag ng iba pang mga karbida o nitride). Ang karaniwang ginagamit na metal bonding phase ay Mo at Ni.
Hinahati ng ISO (International Organization for Standardization) ang pagputol ng carbide sa tatlong kategorya:
Ang Class K, kabilang ang Kl0 ~ K40, ay katumbas ng YG class ng aking bansa (ang pangunahing bahagi ay WC.Co).
Ang kategoryang P, kabilang ang P01 ~ P50, ay katumbas ng kategoryang YT ng aking bansa (ang pangunahing bahagi ay WC.TiC.Co).
Ang Class M, kabilang ang M10~M40, ay katumbas ng YW class ng aking bansa (pangunahing bahagi ay WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Ang bawat grado ay kumakatawan sa isang serye ng mga haluang metal mula sa mataas na tigas hanggang sa pinakamataas na tigas na may numero sa pagitan ng 01 at 50.
⑵ Mga katangian ng pagganap ng mga tool sa pagputol ng carbide
① Mataas na tigas: Ang mga tool sa pagputol ng carbide ay gawa sa mga carbide na may mataas na tigas at melting point (tinatawag na hard phase) at mga metal binder (tinatawag na bonding phase) sa pamamagitan ng powder metallurgy, na may tigas na 89 hanggang 93HRA. , mas mataas kaysa sa high-speed na bakal. Sa 5400C, ang katigasan ay maaari pa ring umabot sa 82~87HRA, na kapareho ng tigas ng high-speed na bakal sa temperatura ng silid (83~86HRA). Ang halaga ng katigasan ng cemented carbide ay nagbabago sa likas na katangian, dami, laki ng butil ng mga carbide at ang nilalaman ng bahagi ng metal bonding, at sa pangkalahatan ay bumababa sa pagtaas ng nilalaman ng bahagi ng bonding metal. Kapag ang nilalaman ng bahagi ng binder ay pareho, ang katigasan ng mga haluang metal ng YT ay mas mataas kaysa sa mga haluang metal ng YG, at ang mga haluang metal na idinagdag sa TaC (NbC) ay may mas mataas na katigasan ng mataas na temperatura.
② Lakas at tibay ng bending: Ang lakas ng bending ng karaniwang ginagamit na cemented carbide ay nasa hanay na 900 hanggang 1500MPa. Ang mas mataas na nilalaman ng metal binder phase, mas mataas ang flexural strength. Kapag pareho ang content ng binder, mas mataas ang lakas ng YG type (WC-Co) alloy kaysa sa YT type (WC-TiC-Co) alloy, at habang tumataas ang TiC content, bumababa ang lakas. Ang cemented carbide ay isang malutong na materyal, at ang epekto nito sa katigasan sa temperatura ng silid ay 1/30 hanggang 1/8 lamang ng high-speed na bakal.
⑶ Paglalapat ng mga karaniwang ginagamit na tool sa pagputol ng karbida
Pangunahing ginagamit ang YG alloys para sa pagproseso ng cast iron, non-ferrous metal at non-metallic na materyales. Ang fine-grained cemented carbide (gaya ng YG3X, YG6X) ay may mas mataas na tigas at wear resistance kaysa medium-grained carbide na may parehong kobalt na nilalaman. Ito ay angkop para sa pagproseso ng ilang espesyal na hard cast iron, austenitic stainless steel, heat-resistant alloy, Titanium alloy, hard bronze at wear-resistant insulating materials, atbp.
Ang mga natatanging bentahe ng uri ng YT na cemented carbide ay mataas ang tigas, mahusay na paglaban sa init, mas mataas na tigas at lakas ng compressive sa mataas na temperatura kaysa sa uri ng YG, at mahusay na paglaban sa oksihenasyon. Samakatuwid, kapag ang kutsilyo ay kinakailangang magkaroon ng mas mataas na paglaban sa init at paglaban sa pagsusuot, dapat pumili ng isang grado na may mas mataas na nilalaman ng TiC. Ang mga YT alloy ay angkop para sa pagproseso ng mga plastik na materyales tulad ng bakal, ngunit hindi angkop para sa pagproseso ng mga titanium alloy at silicon-aluminum alloys.
Ang YW alloy ay may mga katangian ng YG at YT alloys, at may magandang komprehensibong katangian. Maaari itong magamit upang iproseso ang bakal, cast iron at non-ferrous na mga metal. Kung ang nilalaman ng kobalt ng ganitong uri ng haluang metal ay angkop na tumaas, ang lakas ay maaaring napakataas at maaaring magamit para sa magaspang na machining at nagambalang pagputol ng iba't ibang mahirap-sa-machine na materyales.
6. Mataas na bilis ng mga tool sa pagputol ng bakal
Ang High Speed Steel (HSS) ay isang high-alloy na tool steel na nagdaragdag ng higit pang mga elemento ng alloying gaya ng W, Mo, Cr, at V. Ang mga high-speed steel cutting tool ay may mahusay na komprehensibong pagganap sa mga tuntunin ng lakas, tibay at kakayahang maproseso. Sa kumplikadong mga tool sa pagputol, lalo na ang mga may kumplikadong mga hugis ng talim tulad ng mga tool sa pagproseso ng butas, mga milling cutter, mga tool sa threading, mga tool sa broaching, mga tool sa pagputol ng gear, atbp., ginagamit pa rin ang high-speed na bakal. sumakop sa isang nangingibabaw na posisyon. Ang mga high-speed steel na kutsilyo ay madaling patalasin upang makabuo ng matalim na pagputol ng mga gilid.
Ayon sa iba't ibang gamit, ang high-speed steel ay maaaring nahahati sa general-purpose high-speed steel at high-performance high-speed steel.
⑴ Pangkalahatang layunin ng high-speed steel cutting tool
Pangkalahatang layunin ng mataas na bilis ng bakal. Sa pangkalahatan, maaari itong nahahati sa dalawang kategorya: tungsten steel at tungsten-molybdenum steel. Ang ganitong uri ng high-speed steel ay naglalaman ng 0.7% hanggang 0.9% (C). Ayon sa iba't ibang nilalaman ng tungsten sa bakal, maaari itong nahahati sa tungsten steel na may W content na 12% o 18%, tungsten-molybdenum steel na may W content na 6% o 8%, at molibdenum steel na may W content. ng 2% o walang W. . Pangkalahatang-purpose high-speed steel ay may isang tiyak na katigasan (63-66HRC) at wear resistance, mataas na lakas at kayamutan, magandang plasticity at teknolohiya sa pagpoproseso, kaya ito ay malawakang ginagamit sa paggawa ng iba't ibang mga kumplikadong tool.
① Tungsten steel: Ang karaniwang grado ng general-purpose high-speed steel tungsten steel ay W18Cr4V, (tinukoy bilang W18). Ito ay may mahusay na pangkalahatang pagganap. Ang mataas na temperatura na tigas sa 6000C ay 48.5HRC, at maaaring gamitin sa paggawa ng iba't ibang mga kumplikadong tool. Ito ay may mga pakinabang ng mahusay na grindability at mababang decarburization sensitivity, ngunit dahil sa kanyang mataas na carbide content, hindi pantay na pamamahagi, malalaking particle, at mababang lakas at katigasan.
② Tungsten-molybdenum steel: tumutukoy sa high-speed steel na nakuha sa pamamagitan ng pagpapalit ng bahagi ng tungsten sa tungsten steel ng molibdenum. Ang karaniwang grado ng tungsten-molybdenum na bakal ay W6Mo5Cr4V2, (tinukoy bilang M2). Ang mga carbide particle ng M2 ay pino at pare-pareho, at ang lakas, tigas at mataas na temperatura na plastic nito ay mas mahusay kaysa sa W18Cr4V. Ang isa pang uri ng tungsten-molybdenum steel ay W9Mo3Cr4V (W9 para sa maikli). Ang thermal stability nito ay bahagyang mas mataas kaysa sa M2 steel, ang baluktot na lakas at tigas nito ay mas mahusay kaysa sa W6M05Cr4V2, at mayroon itong mahusay na processability.
⑵ High-performance high-speed steel cutting tools
Ang high-performance high-speed steel ay tumutukoy sa isang bagong uri ng bakal na nagdaragdag ng ilang carbon content, vanadium content, at alloying elements gaya ng Co at Al sa komposisyon ng general-purpose na high-speed na bakal, sa gayo'y pinapabuti ang heat resistance at wear resistance nito. . Pangunahing mayroong mga sumusunod na kategorya:
① High carbon high speed steel. Ang high-carbon high-speed steel (tulad ng 95W18Cr4V) ay may mataas na tigas sa temperatura ng kuwarto at mataas na temperatura. Ito ay angkop para sa pagmamanupaktura at pagproseso ng ordinaryong bakal at cast iron, drill bits, reamers, taps at milling cutter na may mataas na kinakailangan sa wear resistance, o mga tool para sa pagproseso ng mas mahirap na materyales. Hindi ito angkop na makatiis ng malalaking epekto.
② High vanadium high speed steel. Ang mga tipikal na grado, gaya ng W12Cr4V4Mo, (tinukoy bilang EV4), ay may V content na tumaas sa 3% hanggang 5%, may magandang wear resistance, at angkop para sa pagputol ng mga materyales na nagdudulot ng mahusay na pagkasira ng tool, tulad ng fibers, hard rubber, plastics , atbp., at maaari ding gamitin para sa pagproseso ng Mga Materyales tulad ng hindi kinakalawang na asero, mataas na lakas na bakal at mga haluang metal na may mataas na temperatura.
③ Cobalt high speed steel. Ito ay isang kobalt na naglalaman ng super-hard high-speed steel. Ang mga karaniwang grado, tulad ng W2Mo9Cr4VCo8, (tinukoy bilang M42), ay may napakataas na tigas. Ang tigas nito ay maaaring umabot sa 69-70HRC. Ito ay angkop para sa pagpoproseso ng mahirap gamitin na mga bakal na lumalaban sa init na may mataas na lakas, mga haluang metal na may mataas na temperatura, mga haluang metal na titanium, atbp. Mga materyales sa pagproseso: Ang M42 ay may mahusay na pagkagiling at angkop para sa paggawa ng katumpakan at kumplikadong mga tool, ngunit hindi ito angkop para sa pagtatrabaho sa ilalim ng mga kondisyon ng impact cutting.
④ Aluminum high speed steel. Ito ay isang aluminyo na naglalaman ng super-hard high-speed steel. Ang mga karaniwang marka ay, halimbawa, W6Mo5Cr4V2Al, (tinukoy bilang 501). Ang katigasan ng mataas na temperatura sa 6000C ay umabot din sa 54HRC. Ang pagganap ng pagputol ay katumbas ng M42. Ito ay angkop para sa paggawa ng mga milling cutter, drill bits, reamers, gear cutter, at broach. atbp., na ginagamit para sa pagproseso ng mga materyales tulad ng alloy steel, hindi kinakalawang na asero, high-strength steel at high-temperature alloys.
⑤ Nitrogen super-hard high-speed steel. Ang mga karaniwang grado, gaya ng W12M03Cr4V3N, na tinutukoy bilang (V3N), ay mga super-hard na high-speed steel na naglalaman ng nitrogen. Ang tigas, lakas, at tigas ay katumbas ng M42. Magagamit ang mga ito bilang pamalit sa mga high-speed steel na naglalaman ng kobalt at ginagamit para sa mababang bilis ng pagputol ng mga mahirap-sa-machine na materyales at mababang bilis, mataas na katumpakan na bakal. pagpoproseso.
⑶ Pagtunaw ng high-speed steel at powder metalurgy high-speed steel
Ayon sa iba't ibang proseso ng pagmamanupaktura, ang high-speed steel ay maaaring nahahati sa smelting high-speed steel at powder metalurgy high-speed steel.
① Pagtunaw ng high-speed na bakal: Parehong ordinaryong high-speed steel at high-performance high-speed steel ay ginawa sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng smelting. Ginagawa ang mga ito sa mga kutsilyo sa pamamagitan ng mga proseso tulad ng smelting, ingot casting, at plating at rolling. Ang isang malubhang problema na madaling mangyari kapag ang pagtunaw ng high-speed na bakal ay ang carbide segregation. Ang matigas at malutong na mga karbida ay hindi pantay na ipinamamahagi sa high-speed na bakal, at ang mga butil ay magaspang (hanggang sa dose-dosenang microns), na nakakaapekto sa wear resistance at tigas ng high-speed steel tools. at masamang nakakaapekto sa pagganap ng pagputol.
② Ang powder metallurgy high-speed steel (PM HSS): Ang powder metallurgy high-speed steel (PM HSS) ay isang likidong bakal na natunaw sa isang high-frequency na induction furnace, na atomized ng high-pressure argon o purong nitrogen, at pagkatapos ay pinapatay upang makakuha ng pinong at pare-parehong kristal. Structure (high-speed steel powder), at pagkatapos ay pindutin ang nagresultang powder sa blangko ng kutsilyo sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon, o gumawa muna ng steel billet at pagkatapos ay pandayin at igulong ito sa hugis ng kutsilyo. Kung ikukumpara sa high-speed steel na gawa sa paraan ng pagtunaw, ang PM HSS ay may mga pakinabang na ang mga butil ng carbide ay pino at pare-pareho, at ang lakas, katigasan, at wear resistance ay higit na napabuti kumpara sa natunaw na high-speed na bakal. Sa larangan ng kumplikadong mga tool ng CNC, ang mga tool ng PM HSS ay higit na bubuo at sasakupin ang isang mahalagang posisyon. Ang mga tipikal na grado, gaya ng F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, atbp., ay maaaring gamitin sa paggawa ng malalaking sukat, mabigat na kargada, mataas na epekto ng mga tool sa paggupit, gayundin ng mga precision cutting tool.
Mga Prinsipyo para sa Pagpili ng CNC Tool Materials
Sa kasalukuyan, ang malawakang ginagamit na mga materyales sa tool ng CNC ay higit sa lahat ay kinabibilangan ng mga tool na brilyante, mga tool na cubic boron nitride, mga tool na ceramic, mga tool na pinahiran, mga tool sa carbide, mga tool na may mataas na bilis na bakal, atbp. Mayroong maraming mga grado ng mga materyales sa tool, at ang kanilang mga katangian ay malaki ang pagkakaiba-iba. Ang sumusunod na talahanayan ay nagpapakita ng mga pangunahing tagapagpahiwatig ng pagganap ng iba't ibang mga materyales sa tool.
Ang mga materyales sa tool para sa CNC machining ay dapat piliin ayon sa workpiece na pinoproseso at ang likas na katangian ng pagproseso. Ang pagpili ng mga materyales sa tool ay dapat na makatwirang tumugma sa bagay sa pagpoproseso. Ang pagtutugma ng mga materyales sa pagputol ng tool at pagpoproseso ng mga bagay ay pangunahing tumutukoy sa pagtutugma ng mga mekanikal na katangian, pisikal na katangian at kemikal na katangian ng dalawa upang makuha ang pinakamahabang buhay ng tool at maximum na produktibidad sa pagputol.
1. Pagtutugma ng mga mekanikal na katangian ng mga materyales sa paggupit ng tool at pagproseso ng mga bagay
Ang problema sa pagtutugma ng mga mekanikal na katangian ng cutting tool at ang processing object ay higit sa lahat ay tumutukoy sa pagtutugma ng mekanikal na mga parameter ng ari-arian tulad ng lakas, tigas at tigas ng tool at ang workpiece na materyal. Ang mga materyales sa tool na may iba't ibang mekanikal na katangian ay angkop para sa pagproseso ng iba't ibang mga materyales sa workpiece.
① Ang pagkakasunud-sunod ng katigasan ng materyal ng tool ay: tool ng brilyante>cubic boron nitride tool>ceramic tool>tungsten carbide>high speed steel.
② Ang pagkakasunud-sunod ng lakas ng baluktot ng mga materyales sa tool ay: high-speed steel > cemented carbide > ceramic tools > diamond at cubic boron nitride tools.
③ Ang pagkakasunud-sunod ng katigasan ng mga materyales sa tool ay: high-speed steel>tungsten carbide>cubic boron nitride, diamond at ceramic tools.
Ang mga materyales sa workpiece na may mataas na tigas ay dapat iproseso gamit ang mga tool na mas mataas ang tigas. Ang tigas ng materyal ng tool ay dapat na mas mataas kaysa sa tigas ng materyal na workpiece, na karaniwang kinakailangan na higit sa 60HRC. Kung mas mataas ang katigasan ng materyal ng tool, mas mahusay ang paglaban nito sa pagsusuot. Halimbawa, kapag tumaas ang nilalaman ng kobalt sa cemented carbide, tumataas ang lakas at tigas nito at bumababa ang katigasan nito, na ginagawa itong angkop para sa magaspang na machining; kapag bumababa ang nilalaman ng kobalt, tumataas ang katigasan at resistensya ng pagsusuot nito, na ginagawa itong angkop para sa pagtatapos.
Ang mga tool na may mahusay na mataas na temperatura na mekanikal na mga katangian ay angkop lalo na para sa high-speed cutting. Ang mahusay na mataas na temperatura na pagganap ng mga ceramic cutting tool ay nagbibigay-daan sa kanila na mag-cut sa mataas na bilis, at ang pinapayagang bilis ng pagputol ay maaaring 2 hanggang 10 beses na mas mataas kaysa sa cemented carbide.
2. Pagtutugma ng pisikal na katangian ng cutting tool material sa machined object
Ang mga tool na may iba't ibang pisikal na katangian, tulad ng mga high-speed steel tool na may mataas na thermal conductivity at mababang temperatura ng pagkatunaw, mga ceramic na tool na may mataas na melting point at mababang thermal expansion, mga tool na brilyante na may mataas na thermal conductivity at mababang thermal expansion, atbp., ay angkop para sa pagproseso ng iba't ibang mga materyales sa workpiece. Kapag pinoproseso ang mga workpiece na may mahinang thermal conductivity, ang mga materyales sa tool na may mas mahusay na thermal conductivity ay dapat gamitin upang ang cutting heat ay mabilis na mailipat at ang cutting temperature ay maaaring mabawasan. Dahil sa mataas na thermal conductivity at thermal diffusivity nito, madaling maalis ng brilyante ang pagputol ng init nang hindi nagdudulot ng malaking thermal deformation, na partikular na mahalaga para sa precision machining tool na nangangailangan ng mataas na dimensional accuracy.
① Ang temperatura ng paglaban sa init ng iba't ibang mga materyales sa tool: ang mga tool sa brilyante ay 700~8000C, ang mga tool ng PCBN ay 13000~15000C, ang mga ceramic na tool ay 1100~12000C, ang cemented carbide na nakabatay sa TiC(N) ay 900~11000C, ang ultra-fine na batay sa WC grains Carbide ay 800~9000C, HSS ay 600~7000C.
② Ang pagkakasunud-sunod ng thermal conductivity ng iba't ibang tool materials: PCD>PCBN>WC-based cemented carbide>TiC(N)-based cemented carbide>HSS>Si3N4-based ceramics>A1203-based ceramics.
③ Ang pagkakasunud-sunod ng mga thermal expansion coefficient ng iba't ibang tool materials ay: HSS>WC-based cemented carbide>TiC(N)>A1203-based ceramic>PCBN>Si3N4-based ceramic>PCD.
④ Ang pagkakasunud-sunod ng thermal shock resistance ng iba't ibang tool materials ay: HSS>WC-based cemented carbide>Si3N4-based ceramics>PCBN>PCD>TiC(N)-based cemented carbide>A1203-based ceramics.
3. Pagtutugma ng mga kemikal na katangian ng cutting tool material sa machined object
Ang problema sa pagtutugma ng mga kemikal na katangian ng mga materyales sa paggupit at pagpoproseso ng mga bagay ay pangunahing tumutukoy sa pagtutugma ng mga parameter ng pagganap ng kemikal tulad ng pagkakaugnay ng kemikal, reaksyon ng kemikal, pagsasabog at paglusaw ng mga materyales sa tool at mga materyales sa workpiece. Ang mga tool na may iba't ibang mga materyales ay angkop para sa pagproseso ng iba't ibang mga materyales sa workpiece.
① Ang bonding temperature resistance ng iba't ibang tool materials (na may steel) ay: PCBN>ceramic>tungsten carbide>HSS.
② Ang temperatura ng oxidation resistance ng iba't ibang tool materials ay: ceramic>PCBN>tungsten carbide>diamond>HSS.
③ Ang diffusion strength ng tool materials (para sa bakal) ay: diamond>Si3N4-based ceramics>PCBN>A1203-based ceramics. Ang diffusion intensity (para sa titanium) ay: A1203-based ceramic>PCBN>SiC>Si3N4>diamond.
4. Makatwirang pagpili ng CNC tool materials
Sa pangkalahatan, ang PCBN, mga kagamitang ceramic, pinahiran na karbid at mga kasangkapang nakabatay sa TiCN ay angkop para sa pagproseso ng CNC ng mga ferrous na metal tulad ng bakal; habang ang mga tool ng PCD ay angkop para sa mga non-ferrous na metal na materyales tulad ng Al, Mg, Cu at ang kanilang mga haluang metal at Pagproseso ng mga non-metallic na materyales. Inililista ng talahanayan sa ibaba ang ilan sa mga materyales ng workpiece na angkop para sa pagproseso ng mga materyales sa tool sa itaas.
Ang mga tool ng Xinfa CNC ay may mga katangian ng magandang kalidad at mababang presyo. Para sa mga detalye, mangyaring bisitahin ang:
Mga Manufacturer ng CNC Tools - Pabrika at Mga Supplier ng CNC Tools sa China (xinfatools.com)
Oras ng post: Nob-01-2023
