Met die ontwikkeling van moderne wetenskap en tegnologie word meer en meer ingenieursmateriale met 'n hoë hardheid gebruik, terwyl die tradisionele draaitegnologie nie bekwaam is nie of glad nie die verwerking van sommige hoë-hardheidsmateriale kan bereik nie.Bedekte karbied, keramiek, PCBN en ander superharde gereedskapmateriale het hoë hoë temperatuur hardheid, slytasieweerstand en termochemiese stabiliteit, wat die mees basiese voorvereiste vir die sny van hoë hardheid materiale bied, en het aansienlike voordele in produksie behaal.Die materiaal wat deur die superharde gereedskap gebruik word en sy gereedskapstruktuur en geometriese parameters is die basiese elemente om harde draai te realiseer.Daarom, hoe om die superharde gereedskapmateriaal te kies en 'n redelike gereedskapstruktuur en geometriese parameters te ontwerp, is van kardinale belang om stabiele harde draai te verkry!
(1) Bedekte gesementeerde karbied
Dien een of meer lae TiN, TiCN, TiAlN en Al3O2 met goeie slytweerstand toe op hardmetaalgereedskap met goeie taaiheid, en die dikte van die laag is 2-18 μm.Die deklaag het gewoonlik 'n baie laer termiese geleidingsvermoë as die werktuigsubstraat en werkstukmateriaal, wat die termiese effek van die werktuigsubstraat verswak;Aan die ander kant kan dit die wrywing en adhesie in die snyproses effektief verbeter en die opwekking van snyhitte verminder.
Alhoewel PVD-bedekking baie voordele toon, is sommige bedekkings soos Al2O3 en diamant geneig om CVD-bedekkingstegnologie aan te neem.Al2O3 is 'n soort deklaag met sterk hittebestandheid en oksidasieweerstand, wat die hitte wat gegenereer word deur die sny van die spesifieke gereedskap kan skei.CVD-bedekkingstegnologie kan ook die voordele van verskillende bedekkings integreer om die beste sny-effek te verkry en aan die behoeftes van sny te voldoen.
In vergelyking met gesementeerde karbiedgereedskap, het bedekte hardmetaalgereedskap aansienlik verbeter in sterkte, hardheid en slytasieweerstand.Wanneer die werkstuk met 'n hardheid van HRC45 ~ 55 gedraai word, kan laekoste-bedekte hardmetaal hoë spoed draai realiseer.In onlangse jare het sommige vervaardigers die werkverrigting van bedekte gereedskap verbeter deur coatingmateriaal en ander metodes te verbeter.Sommige vervaardigers in die Verenigde State en Japan gebruik byvoorbeeld Switserse AlTiN-bedekkingsmateriaal en nuwe bedekking-gepatenteerde tegnologie om bedekte lemme met 'n hardheid so hoog as HV4500~4900 te vervaardig, wat HRC47~58-matrystaal teen 'n spoed van 498.56m/min kan sny .Wanneer die draaitemperatuur tot 1500 ~ 1600 ° C is, neem die hardheid steeds nie af nie en oksideer nie.Die lewensduur van die lem is vier keer dié van die algemeen bedekte lem, terwyl die koste slegs 30% is, en die adhesie goed is.
(2) Keramiekmateriaal
Met die voortdurende verbetering van die samestelling, struktuur en persproses, veral die ontwikkeling van nanotegnologie, maak keramiekgereedskapmateriaal dit moontlik om keramiekgereedskap te verhard.In die nabye toekoms kan keramiek die derde omwenteling in sny na hoëspoedstaal en gesementeerde karbied veroorsaak.Keramiekgereedskap het die voordele van hoë hardheid (HRA91~95), hoë sterkte (buigsterkte 750~1000MPa), goeie slytasieweerstand, goeie chemiese stabiliteit, goeie adhesieweerstand, lae wrywingskoëffisiënt en lae prys.Nie net dit nie, keramiekgereedskap het ook 'n hoë hoë temperatuur hardheid, wat HRA80 by 1200 ° C bereik.
Tydens normale sny het die keramiekgereedskap 'n baie hoë duursaamheid, en sy snyspoed kan 2 ~ 5 keer hoër wees as dié van gesementeerde karbied.Dit is veral geskik vir die bewerking van hoë hardheid materiale, afwerking en hoëspoed bewerking.Dit kan verskeie geharde staal en geharde gietyster sny met hardheid tot HRC65.Alumina-gebaseerde keramiek, silikonnitried-gebaseerde keramiek, cermets en snorbaarde geharde keramiek word algemeen gebruik.
Alumina-gebaseerde keramiekgereedskap het hoër rooi hardheid as gesementeerde karbied.Oor die algemeen sal die snykant nie plastiese vervorming produseer onder hoëspoed-snytoestande nie, maar die sterkte en taaiheid daarvan is baie laag.Om die taaiheid en impakweerstand daarvan te verbeter, kan ZrO of TiC en TiN mengsel bygevoeg word.Nog 'n metode is om suiwer metaal- of silikonkarbiedshare by te voeg.Benewens hoë rooi hardheid, het silikonnitried-gebaseerde keramiek ook goeie taaiheid.In vergelyking met alumina-gebaseerde keramiek, is die nadeel daarvan dat dit maklik is om hoë temperatuur diffusie te produseer wanneer staal gemasjineer word, wat gereedskapslytasie vererger.Silikonnitried-gebaseerde keramiek word hoofsaaklik gebruik vir intermitterende draai en frees van grys gietyster.
Cermet is 'n soort karbied-gebaseerde materiaal, waarin TiC die hoof harde fase is (0.5-2 μm) Hulle word gekombineer met Co- of Ti-binders en is soortgelyk aan sementkarbiedgereedskap, maar hulle het lae affiniteit, goeie wrywing en goeie dra weerstand.Dit kan hoër snytemperatuur weerstaan as konvensionele hardmetaal, maar dit het nie die slagweerstand van hardmetaal, die taaiheid tydens swaar sny en die sterkte teen lae spoed en groot voer nie.
(3) Kubieke boornitried (CBN)
CBN is slegs tweede na diamant in hardheid en slytasieweerstand, en het uitstekende hoë temperatuur hardheid.In vergelyking met keramiek, is sy hittebestandheid en chemiese stabiliteit effens swak, maar sy impaksterkte en anti-verpletteringsprestasie is beter.Dit is wyd van toepassing op die sny van geharde staal (HRC ≥ 50), pêrelitiese grys gietyster, verkoelde gietyster en superlegering.In vergelyking met sementkarbiedgereedskap, kan die snyspoed daarvan met een orde van grootte verhoog word.
Die saamgestelde polikristallyne kubieke boornitried (PCBN) gereedskap met 'n hoë CBN-inhoud het 'n hoë hardheid, goeie slytasieweerstand, hoë druksterkte en goeie impaktaaiheid.Die nadele daarvan is swak termiese stabiliteit en lae chemiese traagheid.Dit is geskik vir die sny van hittebestande legerings, gietyster en ystergebaseerde gesinterde metale.Die inhoud van CBN-deeltjies in PCBN-gereedskap is laag, en die hardheid van PCBN-gereedskap wat keramiek as bindmiddel gebruik, is laag, maar dit maak op vir die swak termiese stabiliteit en lae chemiese traagheid van eersgenoemde materiaal, en is geskik vir die sny van geharde staal.
Wanneer grys gietyster en geharde staal gesny word, kan keramiekgereedskap of CBN-gereedskap gekies word.Om hierdie rede moet koste-voordeel- en verwerkingskwaliteit-analise uitgevoer word om te bepaal watter een om te kies.Wanneer die snyhardheid laer as HRC60 is en 'n klein toevoertempo aanvaar word, is keramiekgereedskap 'n beter keuse.PCBN-gereedskap is geskik vir die sny van werkstukke met hardheid hoër as HRC60, veral vir outomatiese bewerking en hoë-presisie bewerking.Daarbenewens is die oorblywende spanning op die werkstukoppervlak na sny met PCBN-gereedskap ook relatief stabiel as dié met keramiekgereedskap onder die toestand van dieselfde flankslytasie.
Wanneer PCBN-gereedskap gebruik word om geharde staal droog te sny, moet die volgende beginsels ook gevolg word: kies 'n groot snydiepte sover moontlik onder die voorwaarde dat die styfheid van die masjiengereedskap dit toelaat, sodat die hitte wat in die snyarea gegenereer word, kan versag die metaal in die voorkant van die rand plaaslik, wat die slytasie van PCBN-gereedskap effektief kan verminder.Daarbenewens, wanneer 'n klein snydiepte gebruik word, moet dit ook in ag geneem word dat die swak termiese geleidingsvermoë van PCBN-gereedskap die hitte in die snyarea te laat kan laat diffundeer, en die skuifarea kan ook duidelike metaalversagtende effek produseer. slytasie van snykant.
2. Lemstruktuur en geometriese parameters van superharde gereedskap
Die redelike bepaling van die vorm en geometriese parameters van die werktuig is baie belangrik om volle speling aan die snywerkverrigting van die werktuig te gee.In terme van gereedskapsterkte, is die gereedskappuntsterkte van verskeie lemvorms van hoog tot laag: rond, 100 ° diamant, vierkant, 80 ° diamant, driehoek, 55 ° diamant, 35 ° diamant.Nadat die lemmateriaal gekies is, moet die lemvorm met die hoogste sterkte gekies word.Harde draailemme moet ook so groot as moontlik gekies word, en growwe bewerking moet met sirkelvormige en groot puntboogradiuslemme gedoen word.Die puntboogradius is ongeveer 0,8 by afwerking μ Ongeveer m.
Die geharde staalskyfies is rooi en sagte linte, met groot brosheid, maklik om te breek en nie bindend nie.Die geharde staal snyoppervlak is van hoë gehalte en produseer gewoonlik nie spaanderophoping nie, maar die snykrag is groot, veral die radiale snykrag is groter as die hoofsnykrag.Daarom moet die gereedskap 'n negatiewe voorhoek gebruik (gaan ≥ - 5 °) en 'n groot agterhoek (ao=10°~15°).Die hoofdefleksiehoek hang af van die styfheid van die masjiengereedskap, gewoonlik 45 ° ~ 60 °, om die geklets van die werkstuk en gereedskap te verminder.
Postyd: 24 Februarie 2023