Со развојот на современата наука и технологија, се користат се повеќе инженерски материјали со висока цврстина, додека традиционалната технологија на вртење не е компетентна или воопшто не може да постигне обработка на некои материјали со висока цврстина.Обложениот карбид, керамика, PCBN и други супертврди материјали за алат имаат висока температурна цврстина, отпорност на абење и термохемиска стабилност, кои обезбедуваат најосновниот предуслов за сечење на материјали со висока цврстина и имаат постигнато значителни придобивки во производството.Материјалот што го користи супертврдиот алат и неговата структура на алатот и геометриските параметри се основните елементи за да се реализира тешко вртење.Затоа, како да се избере супертврдиот материјал за алат и да се дизајнира разумна структура на алатот и геометриски параметри е од клучно значење за да се постигне стабилно тешко вртење!
(1) Обложен цементиран карбид
Нанесете еден или повеќе слоеви TiN, TiCN, TiAlN и Al3O2 со добра отпорност на абење на цементирани карбидни алатки со добра цврстина, а дебелината на облогата е 2-18 μ m.Облогата обично има многу помала топлинска спроводливост од подлогата на алатот и материјалот на работното парче, што го ослабува топлинскиот ефект на подлогата на алатот;Од друга страна, може ефикасно да го подобри триењето и адхезијата во процесот на сечење и да го намали создавањето на топлина за сечење.
Иако PVD облогата покажува многу предности, некои премази како Al2O3 и дијамантот имаат тенденција да ја прифатат технологијата за CVD обложување.Al2O3 е еден вид облога со силна отпорност на топлина и отпорност на оксидација, која може да ја оддели топлината што се создава со сечење од специфичната алатка.Технологијата за CVD обложување може исто така да ги интегрира предностите на различните облоги за да постигне најдобар ефект на сечење и да ги задоволи потребите за сечење.
Во споредба со алатките со цементиран карбид, алатите со обложени цементирани карбиди значително се подобрија во јачината, цврстината и отпорноста на абење.При вртење на работното парче со цврстина од HRC45~55, евтин обложен цементиран карбид може да реализира вртење со голема брзина.Во последниве години, некои производители ги подобрија перформансите на обложените алатки со подобрување на материјалите за обложување и други методи.На пример, некои производители во Соединетите Американски Држави и Јапонија користат швајцарски AlTiN материјал за обложување и нова патентирана технологија за обложување за да произведат обложени сечила со цврстина до HV4500~4900, кои можат да го исечат челикот HRC47~58 со брзина од 498,56 m/min. .Кога температурата на вртење е до 1500~1600 ° C, цврстината сè уште не се намалува и не оксидира.Животниот век на сечилото е четири пати поголем од оној на општото обложено сечило, додека цената е само 30%, а адхезијата е добра.
(2) Керамички материјал
Со континуираното подобрување на неговиот состав, структура и процес на пресување, особено развојот на нанотехнологијата, керамичките материјали за алат овозможуваат зацврстување на керамичките алати.Во блиска иднина, керамиката може да предизвика трета револуција во сечењето по брзиот челик и цементираниот карбид.Керамичките алатки ги имаат предностите на висока цврстина (HRA91~95), висока јачина (јачина на свиткување 750~1000MPa), добра отпорност на абење, добра хемиска стабилност, добра отпорност на адхезија, низок коефициент на триење и ниска цена.Не само тоа, керамичките алатки имаат и висока температурна цврстина, која достигнува HRA80 на 1200 ° C.
При нормално сечење, керамичкиот алат има многу висока издржливост, а неговата брзина на сечење може да биде 2~5 пати поголема од онаа на цементираниот карбид.Особено е погоден за обработка на материјали со висока цврстина, завршна обработка и обработка со голема брзина.Може да сече разновиден стврднат челик и стврднат леано железо со цврстина до HRC65.Најчесто се користат керамика базирана на алуминиум, керамика базирана на силициум нитрид, керамика и керамика зацврстена со мустаќи.
Керамичките алатки базирани на алумина имаат поголема црвена цврстина од цементираниот карбид.Општо земено, сечилото нема да произведе пластична деформација во услови на сечење со голема брзина, но неговата сила и цврстина се многу ниски.Со цел да се подобри неговата цврстина и отпорност на удар, може да се додаде мешавина од ZrO или TiC и TiN.Друг метод е да додадете мустаќи од чист метал или силициум карбид.Покрај високата црвена цврстина, керамиката базирана на силициум нитрид има и добра цврстина.Во споредба со керамиката базирана на алумина, нејзиниот недостаток е тоа што лесно се произведува дифузија на висока температура при обработка на челик, што го влошува абењето на алатот.Керамиката базирана на силициум нитрид главно се користи за периодично вртење и мелење на сиво леано железо.
Керметот е еден вид материјал на база на карбид, во кој TiC е главната тврда фаза (0,5-2 μm). отпорност на абење.Може да издржи повисока температура на сечење од обичниот цементиран карбид, но му недостасува отпорност на удар на цементираниот карбид, цврстина при тешко сечење и цврстина при мала брзина и голема храна.
(3) Кубен бор нитрид (CBN)
CBN е втор само по дијамантот по цврстина и отпорност на абење, и има одлична цврстина на високи температури.Во споредба со керамиката, нејзината отпорност на топлина и хемиската стабилност се малку слаби, но нејзината сила на удар и перформансите против дробење се подобри.Тоа е широко применливо за сечење на стврднат челик (HRC ≥ 50), перлитно сиво леано железо, разладено леано железо и суперлегура.Во споредба со алатките со цементиран карбид, неговата брзина на сечење може да се зголеми за еден ред на големина.
Композитниот поликристален кубен бор нитрид (PCBN) алатка со висока содржина на CBN има висока цврстина, добра отпорност на абење, висока јачина на притисок и добра цврстина на удар.Неговите недостатоци се слабата термичка стабилност и ниската хемиска инертност.Погоден е за сечење легури отпорни на топлина, леано железо и синтерувани метали на база на железо.Содржината на CBN честички во PCBN алатките е ниска, а цврстината на PCBN алатките кои користат керамика како врзивно средство е мала, но ја надоместува лошата термичка стабилност и малата хемиска инерција на претходниот материјал и е погодна за сечење стврднат челик.
При сечење сиво леано железо и зацврстен челик, може да се избере керамичка алатка или CBN алатка.Поради оваа причина, треба да се спроведе анализа на трошоците и придобивките и квалитетот на обработката за да се одреди кој да се избере.Кога цврстината на сечењето е помала од HRC60 и е усвоена мала стапка на напојување, керамичкиот алат е подобар избор.PCBN алатките се погодни за сечење работни парчиња со цврстина поголема од HRC60, особено за автоматска обработка и обработка со висока прецизност.Дополнително, преостанатиот стрес на површината на работното парче по сечењето со PCBN алатка е исто така релативно стабилен од оној со керамичкиот алат под услов на истото абење на крилото.
Кога се користи PCBN-алат за сушење на закоравен челик, треба да се следат и следниве принципи: изберете поголема длабочина на сечење колку што е можно под услов цврстината на машинскиот алат да дозволи, така што топлината што се создава во областа за сечење може да омекне. Металот во предниот дел на работ локално, што може ефикасно да го намали абењето на алатката PCBN.Дополнително, кога се користи мала длабочина на сечење, исто така треба да се земе предвид дека слабата топлинска спроводливост на PCBN алатката може да ја направи топлината во областа за сечење предоцна за да се шири, а областа на смолкнување исто така може да произведе очигледен ефект на омекнување на металот. абење на најсовремена.
2. Структура на сечилото и геометриски параметри на супертврди алатки
Разумното определување на обликот и геометриските параметри на алатот е многу важно за да се даде целосна игра на перформансите на сечењето на алатот.Во однос на јачината на алатот, јачината на врвот на алатот на различни форми на сечила од високо до ниско е: круг, 100 ° дијамант, квадрат, 80 ° дијамант, триаголник, 55 ° дијамант, 35 ° дијамант.Откако ќе се избере материјалот на сечилото, се избира обликот на сечилото со најголема цврстина.Тврдите за вртење треба исто така да бидат избрани колку што е можно поголеми, а грубата обработка треба да се направи со кружни и големи сечила со радиус на лакот на врвот.Радиусот на лакот на врвот е околу 0,8 при завршувањето μ Околу m.
Стврднатите челични чипови се црвени и меки ленти, со голема кршливост, лесно се кршат и не се врзуваат.Површината за сечење на стврднат челик е со висок квалитет и генерално не создава акумулација на чипови, но силата на сечење е голема, особено радијалната сила на сечење е поголема од главната сила на сечење.Затоа, алатката треба да користи негативен преден агол (оди ≥ - 5 °) и голем заден агол (ao=10°~15°).Главниот агол на отклон зависи од цврстината на машинскиот алат, генерално 45 °~60 °, за да се намали брборењето на работното парче и алатот.
Време на објавување: 24 февруари 2023 година