Tobulėjant šiuolaikiniam mokslui ir technologijoms, naudojama vis daugiau didelio kietumo inžinerinių medžiagų, o tradicinė tekinimo technologija nėra kompetentinga arba visiškai negali apdoroti kai kurių didelio kietumo medžiagų.Dengtas karbidas, keramika, PCBN ir kitos itin kietos įrankių medžiagos turi aukštą kietumą aukštoje temperatūroje, atsparumą dilimui ir termocheminį stabilumą, o tai yra pagrindinė prielaida pjaustyti didelio kietumo medžiagas ir yra pasiekusios didelės naudos gamyboje.Medžiaga, naudojama itin kietam įrankiui, jo struktūra ir geometriniai parametrai yra pagrindiniai elementai, norint atlikti sunkų tekinimą.Todėl, norint pasiekti stabilų kietą tekinimą, labai svarbu, kaip pasirinkti itin kietą įrankio medžiagą ir suprojektuoti pagrįstą įrankio struktūrą bei geometrinius parametrus!
(1) Dengtas cementinis karbidas
Ant cementinio karbido įrankių, kurių kietumas yra geras, užtepkite vieną ar daugiau TiN, TiCN, TiAlN ir Al3O2 sluoksnių, turinčių gerą atsparumą dilimui, o dangos storis yra 2–18 μm.Danga paprastai turi daug mažesnį šilumos laidumą nei įrankio pagrindo ir ruošinio medžiaga, todėl susilpnėja įrankio pagrindo šiluminis poveikis;Kita vertus, jis gali veiksmingai pagerinti trintį ir sukibimą pjovimo procese ir sumažinti pjovimo šilumos susidarymą.
Nors PVD danga turi daug privalumų, kai kurios dangos, tokios kaip Al2O3 ir deimantas, dažniausiai naudoja CVD dengimo technologiją.Al2O3 yra tam tikra danga, pasižyminti dideliu atsparumu karščiui ir atsparumu oksidacijai, kuri gali atskirti pjovimo metu susidariusią šilumą nuo konkretaus įrankio.CVD dengimo technologija taip pat gali integruoti įvairių dangų privalumus, kad būtų pasiektas geriausias pjovimo efektas ir atitiktų pjovimo poreikius.
Palyginti su cementuoto karbido įrankiais, padengtų cementinio karbido įrankių stiprumas, kietumas ir atsparumas dilimui labai pagerėjo.Sukant ruošinį, kurio kietumas yra HRC45 ~ 55, nebrangiai padengtas cementinis karbidas gali atlikti greitą tekinimą.Pastaraisiais metais kai kurie gamintojai pagerino dengtų įrankių veikimą tobulindami dengimo medžiagas ir kitus metodus.Pavyzdžiui, kai kurie JAV ir Japonijos gamintojai naudoja šveicarišką AlTiN dangos medžiagą ir naują dangos patentuotą technologiją, kad gamintų dengtus peilius, kurių kietumas siekia net HV4500–4900, kurie gali pjauti HRC47–58 štampuotą plieną 498,56 m/min greičiu. .Kai tekinimo temperatūra yra iki 1500–1600 ° C, kietumas vis tiek nemažėja ir nesioksiduoja.Ašmenų tarnavimo laikas yra keturis kartus didesnis nei bendrai padengto peilio, o kaina tik 30%, o sukibimas yra geras.
(2) Keraminė medžiaga
Nuolat tobulinant jo sudėtį, struktūrą ir presavimo procesą, ypač tobulėjant nanotechnologijoms, keraminės įrankių medžiagos leidžia grūdinti keraminius įrankius.Netolimoje ateityje keramika gali sukelti trečią pjovimo revoliuciją po greitaeigio plieno ir cementuoto karbido.Keraminių įrankių privalumai yra didelis kietumas (HRA91 ~ 95), didelis stiprumas (lenkimo stiprumas 750 ~ 1000 MPa), geras atsparumas dilimui, geras cheminis stabilumas, geras atsparumas sukibimui, mažas trinties koeficientas ir žema kaina.Negana to, keraminiai įrankiai taip pat pasižymi aukštu kietumu aukštoje temperatūroje, kuris pasiekia HRA80 esant 1200 °C.
Įprasto pjovimo metu keraminis įrankis yra labai patvarus, o jo pjovimo greitis gali būti 2–5 kartus didesnis nei cementuoto karbido.Jis ypač tinka didelio kietumo medžiagų apdirbimui, apdailai ir greitam apdirbimui.Galima pjauti įvairų grūdintą plieną ir grūdintą ketų, kurio kietumas iki HRC65.Dažniausiai naudojama aliuminio oksido keramika, silicio nitrido keramika, keramika ir grūdinta keramika.
Aliuminio pagrindu pagaminti keraminiai įrankiai turi didesnį raudoną kietumą nei cementuotas karbidas.Paprastai pjovimo briauna nesukels plastinės deformacijos pjovimo dideliu greičiu sąlygomis, tačiau jos stiprumas ir kietumas yra labai maži.Siekiant pagerinti jo kietumą ir atsparumą smūgiams, galima pridėti ZrO arba TiC ir TiN mišinio.Kitas būdas yra pridėti gryno metalo arba silicio karbido ūsus.Be didelio raudono kietumo, silicio nitrido pagrindu pagaminta keramika taip pat turi gerą kietumą.Palyginti su aliuminio oksido keramika, jos trūkumas yra tas, kad apdirbant plieną lengva sukurti aukštos temperatūros difuziją, o tai padidina įrankių susidėvėjimą.Silicio nitrido pagrindu pagaminta keramika daugiausia naudojama pertraukiamam pilkojo ketaus tekinant ir frezuojant.
Kermetas yra karbido pagrindo medžiaga, kurioje TiC yra pagrindinė kieta fazė (0,5-2 μm). Jie yra derinami su Co arba Ti rišikliais ir yra panašūs į cementinio karbido įrankius, tačiau turi mažą afinitetą, gerą trintį ir gerą atsparumas dilimui.Jis gali atlaikyti aukštesnę pjovimo temperatūrą nei įprastas cementinis karbidas, tačiau jam trūksta cementinio karbido atsparumo smūgiams, kietumo intensyvaus pjovimo metu ir stiprumo mažu greičiu ir dideliu padavimu.
(3) Kubinis boro nitridas (CBN)
CBN kietumu ir atsparumu dilimui nusileidžia tik deimantams ir pasižymi puikiu kietumu aukštoje temperatūroje.Palyginti su keramika, jo atsparumas karščiui ir cheminis stabilumas yra šiek tiek prasti, tačiau atsparumas smūgiams ir gniuždymo savybės yra geresni.Jis plačiai taikomas grūdinto plieno (HRC ≥ 50), perlitinio pilkojo ketaus, atšaldyto ketaus ir superlydinio pjovimui.Palyginti su cementuoto karbido įrankiais, jo pjovimo greitis gali būti padidintas viena eile.
Sudėtinis polikristalinio kubinio boro nitrido (PCBN) įrankis su dideliu CBN kiekiu turi didelį kietumą, gerą atsparumą dilimui, didelį gniuždymo stiprumą ir gerą atsparumą smūgiams.Jo trūkumai yra prastas terminis stabilumas ir mažas cheminis inertiškumas.Jis tinka karščiui atsparių lydinių, ketaus ir sukepintų metalų pjaustymui.CBN dalelių kiekis PCBN įrankiuose yra mažas, o PCBN įrankių, naudojančių keramiką kaip rišiklį, kietumas yra mažas, tačiau jis kompensuoja prastą ankstesnės medžiagos šiluminį stabilumą ir mažą cheminę inerciją ir yra tinkamas grūdintam plienui pjauti.
Pjaunant pilkąjį ketų ir grūdintą plieną galima pasirinkti keraminį arba CBN įrankį.Dėl šios priežasties, norint nustatyti, kurį iš jų pasirinkti, reikėtų atlikti sąnaudų ir naudos bei apdorojimo kokybės analizę.Kai pjovimo kietumas yra mažesnis nei HRC60 ir naudojamas mažas padavimo greitis, keraminis įrankis yra geresnis pasirinkimas.PCBN įrankiai tinka pjaustyti ruošinius, kurių kietumas didesnis nei HRC60, ypač automatiniam apdirbimui ir didelio tikslumo apdirbimui.Be to, liekamasis ruošinio paviršiaus įtempis po pjovimo PCBN įrankiu taip pat yra santykinai stabilus nei naudojant keraminį įrankį, esant tokiam pat šono nusidėvėjimui.
Naudojant PCBN įrankį grūdintam plienui džiovinti, taip pat reikia laikytis šių principų: pasirinkti kuo didesnį pjovimo gylį, su sąlyga, kad staklės standumas leidžia, kad pjovimo vietoje susidaranti šiluma suminkštėtų. metalas krašto priekyje vietoje, o tai gali veiksmingai sumažinti PCBN įrankio susidėvėjimą.Be to, naudojant nedidelį pjovimo gylį, taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad dėl prasto PCBN įrankio šilumos laidumo pjovimo srityje šiluma gali per vėlai išsisklaidyti, o šlyties plotas taip pat gali sukelti akivaizdų metalo minkštinimo efektą. pjovimo briaunos susidėvėjimas.
2. Superkietų įrankių ašmenų struktūra ir geometriniai parametrai
Labai svarbu pagrįstai nustatyti įrankio formą ir geometrinius parametrus, kad įrankio pjovimo efektyvumas būtų visapusiškas.Kalbant apie įrankio stiprumą, įvairių formų, nuo aukštos iki mažos, įrankio antgalio stiprumas yra: apvalus, 100 ° deimantas, kvadratas, 80 ° rombas, trikampis, 55 ° deimantas, 35 ° deimantas.Pasirinkus ašmenų medžiagą, pasirenkama didžiausio stiprumo ašmenų forma.Kietojo tekinimo peiliai taip pat turėtų būti parinkti kuo didesni, o grubus apdirbimas turėtų būti atliekamas su apskrito ir didelio galiuko lanko spindulio peiliais.Antgalio lanko spindulys yra apie 0,8 baigiant μ Apie m.
Grūdinto plieno drožlės yra raudonos ir minkštos juostelės, labai trapios, lengvai lūžtančios ir nesurišančios.Grūdinto plieno pjovimo paviršius yra aukštos kokybės ir paprastai nesikaupia drožlių, tačiau pjovimo jėga yra didelė, ypač radialinė pjovimo jėga yra didesnė už pagrindinę pjovimo jėgą.Todėl įrankis turi naudoti neigiamą priekinį kampą (eikite ≥ - 5 °) ir didelį užpakalinį kampą (ao=10 ° ~ 15 °).Pagrindinis įlinkio kampas priklauso nuo staklių standumo, paprastai 45 ° ~ 60 °, kad būtų sumažintas ruošinio ir įrankio triukšmas.
Paskelbimo laikas: 2023-02-24