Kombinasjonen av avansert prosessutstyr og høyytelses CNC-skjæreverktøy kan gi full spill til dens ytelse og oppnå gode økonomiske fordeler. Med den raske utviklingen av skjærende verktøymaterialer har forskjellige nye skjæreverktøymaterialer forbedret deres fysiske, mekaniske egenskaper og skjæreytelse betraktelig, og deres bruksområde har også fortsatt å utvide seg.
bilde
1. Verktøymaterialer bør ha grunnleggende egenskaper
de
Valg av verktøymateriale har stor innflytelse på verktøyets levetid, prosesseringseffektivitet, prosesskvalitet og prosesseringskostnad. Når verktøyet skjærer, må det tåle virkningene av høyt trykk, høy temperatur, friksjon, støt og vibrasjoner. Derfor bør verktøymaterialet ha følgende grunnleggende egenskaper:
(1) Hardhet og slitestyrke. Hardheten til verktøymaterialet må være høyere enn arbeidsstykkematerialet, vanligvis over 60HRC. Jo hardere verktøymaterialet er, desto bedre slitestyrke.
(2) Styrke og seighet. Verktøymaterialer bør ha høy styrke og seighet for å motstå skjærekrefter, støt og vibrasjoner, og forhindre sprø brudd og flising av verktøy.
(3) Varmemotstand. Varmemotstanden til verktøymaterialet er bedre, det tåler høy skjæretemperatur, og det har god oksidasjonsmotstand.
(4) Prosessytelse og økonomi. Verktøymaterialer bør ha god smiytelse, varmebehandlingsytelse, sveiseytelse, slipeytelse osv., og bør ha et høyt ytelse-prisforhold.
2. Typer, egenskaper, egenskaper og bruksområder for verktøymaterialer
1. Typer, egenskaper og egenskaper for diamantverktøymaterialer og verktøyapplikasjoner
Diamant er en allotrop av karbon, og det er det hardeste materialet som finnes i naturen. Diamantverktøy har høy hardhet, høy slitestyrke og høy varmeledningsevne, og er mye brukt i bearbeiding av ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer. Spesielt ved høyhastighetsskjæring av aluminium og silisium-aluminiumslegeringer er diamantverktøy hovedtypene skjæreverktøy som er vanskelige å erstatte. Diamantverktøy som kan oppnå høy effektivitet, høy stabilitet og bearbeiding med lang levetid er uunnværlige og viktige verktøy i moderne CNC-bearbeiding.
bilde
⑴ Typer diamantverktøy
① Naturlig diamantverktøy: Naturlig diamant har blitt brukt som et skjæreverktøy i hundrevis av år. Det naturlige enkrystall diamantverktøyet er finslipt, og skjærekanten kan slipes ekstremt skarp. Skjærekantradiusen kan nå 0.002μm, noe som kan realisere ultratynn skjæring og kan Det er et anerkjent, ideelt og uerstattelig ultrapresisjonsmaskinverktøy for bearbeiding av ekstremt høy arbeidsemnepresisjon og ekstremt lav overflateruhet.
② PCD-diamantverktøy: Naturlig diamant er dyrt, og polykrystallinsk diamant (PCD) er mye brukt i skjæring. Siden tidlig på 1970-tallet ble polykrystallinsk diamant (Polycrystauine diamant, forkortet PCD) utviklet. Etter suksess har naturlige diamantverktøy blitt erstattet av kunstig polykrystallinsk diamant i mange anledninger. PCD-råmaterialer er rike på kilder, og prisen er bare noen få tideler til en tidel av naturlige diamanter.
PCD-verktøy kan ikke slipe ekstremt skarpe kanter, og overflatekvaliteten til de behandlede arbeidsstykkene er ikke like god som naturlig diamant. Det er ikke praktisk å produsere PCD-innsatser med sponbrytere i industrien. Derfor kan PCD kun brukes til finskjæring av ikke-jernholdige metaller og ikke-metaller, og det er vanskelig å oppnå ultrapresisjon speilskjæring.
③ CVD-diamantverktøy: Fra slutten av 1970-tallet til begynnelsen av 1980-tallet dukket CVD-diamantteknologi opp i Japan. CVD-diamant refererer til syntesen av diamantfilm på heterogene substrater (som sementert karbid, keramikk, etc.) ved kjemisk dampavsetning (CVD). CVD-diamant har nøyaktig samme struktur og egenskaper som naturlig diamant.
Ytelsen til CVD-diamant er veldig nær den for naturlig diamant, og den har fordelene med naturlig enkrystall-diamant og polykrystallinsk diamant (PCD), og overvinner deres mangler til en viss grad.
⑵ Ytelsesegenskaper til diamantverktøy
① Ekstremt høy hardhet og slitestyrke: Naturlig diamant er det hardeste stoffet som finnes i naturen. Diamant har ekstremt høy slitestyrke. Ved prosessering av materialer med høy hardhet er levetiden til diamantverktøy 10 til 100 ganger så stor som for hardmetallverktøy, eller til og med hundrevis av ganger.
② Den har en veldig lav friksjonskoeffisient: friksjonskoeffisienten mellom diamant og noen ikke-jernholdige metaller er lavere enn for andre skjæreverktøy, friksjonskoeffisienten er lav, deformasjonen under bearbeiding er liten, og skjærekraften kan reduseres.
③ Skjæreggen er veldig skarp: skjærekanten på diamantverktøy kan slipes, og det naturlige enkrystall-diamantverktøyet kan være så høyt som 0.002-0.008μm, som kan brukes til ultra -tynn skjæring og ultrapresisjonsmaskinering.
④ Har høy termisk ledningsevne: diamant har høy termisk ledningsevne og termisk diffusivitet, skjærevarme spres lett, og temperaturen på skjæredelen av verktøyet er lav.
⑤ Lav termisk ekspansjonskoeffisient: Den termiske ekspansjonskoeffisienten til diamant er flere ganger mindre enn den for sementert karbid, og endringen i verktøystørrelse forårsaket av skjærevarme er svært liten, noe som er spesielt viktig for presisjon og ultrapresisjonsmaskinering som krever høy dimensjonsnøyaktighet.
⑶ Bruk av diamantverktøy
Diamantverktøy brukes mest til finskjæring og boring av ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer ved høy hastighet. Den er egnet for behandling av forskjellige slitesterke ikke-metaller, for eksempel FRP-pulvermetallurgiemner, keramiske materialer, etc.; ulike slitasjebestandige ikke-jernholdige metaller, for eksempel ulike silisium-aluminiumlegeringer; en rekke ikke-jernholdige metall etterbehandling behandlingen.
Ulempen med diamantverktøy er at de har dårlig termisk stabilitet. Når skjæretemperaturen overstiger 700 grader til 800 grader, vil den fullstendig miste hardheten; i tillegg er den ikke egnet til å kutte jernholdige metaller, fordi diamant (karbon) er lett å binde med jern ved høye temperaturer. Atomvirkningen omdanner karbonatomene til en grafittstruktur, og verktøyet blir lett skadet.
2. Typer, egenskaper og egenskaper for verktøymaterialer og verktøyapplikasjoner for kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN), det andre superharde materialet syntetisert ved en metode som ligner på diamant, er nest etter diamant når det gjelder hardhet og termisk ledningsevne. Den har utmerket termisk stabilitet og kan varmes opp til 10,000 grader i atmosfæren. Oksidasjon forekommer ikke. CBN har ekstremt stabile kjemiske egenskaper for jernholdige metaller og kan brukes mye i bearbeiding av stålprodukter.
bilde
⑴ Typer skjæreverktøy for kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN) er et stoff som ikke finnes i naturen. Det kan deles inn i enkeltkrystall og polykrystallinsk, det vil si CBN enkeltkrystall og polykrystallinsk kubisk bornitrid (polykrystallinsk kubisk bornnitrid, referert til som PCBN). CBN er en av isomerene av bornitrid (BN), og strukturen ligner på diamant.
PCBN (polykrystallinsk kubisk bornitrid) er et polykrystallinsk materiale som sinter fine CBN-materialer gjennom en bindingsfase (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) under høy temperatur og høyt trykk. Diamantverktøymateriale, det og diamant referert til som superhardt verktøymateriale. PCBN brukes hovedsakelig til å lage kniver eller andre verktøy.
PCBN-verktøy kan deles inn i integrerte PCBN-skjær og PCBN-komposittinnsatser sintret med sementert karbid.
PCBN-komposittinnsatser lages ved å sintre et lag med PCBN med en tykkelse på {{0}},5 til 1,0 mm på en hardmetall med god styrke og seighet. Ytelsen har både god seighet og høy hardhet og slitestyrke. Problemene med lav bøyestyrke og sveisevansker til CBN-innsatser er løst.
⑵ Hovedegenskaper og egenskaper til kubisk bornitrid
Selv om hardheten til kubisk bornitrid er litt dårligere enn diamant, er den mye høyere enn andre materialer med høy hardhet. Den enestående fordelen med CBN er at dens termiske stabilitet er mye høyere enn for diamant, som kan nå over 1200 grader (700-800 grad for diamant). reaksjon. De viktigste ytelsesegenskapene til kubisk bornitrid er som følger.
① Høy hardhet og slitestyrke: Krystallstrukturen til CBN er lik den til diamant, og har lignende hardhet og styrke som diamant. PCBN er spesielt egnet for bearbeiding av materialer med høy hardhet som kun kunne slipes før, og kan oppnå bedre overflatekvalitet på arbeidsstykker.
② Høy termisk stabilitet: Varmemotstanden til CBN kan nå 1400-1500 grad, som er nesten 1 ganger høyere enn for diamant (700-800 grad). PCBN-verktøy kan kutte høytemperaturlegeringer og herdet stål med en hastighet som er 3 til 5 ganger høyere enn for hardmetallverktøy.
③Utmerket kjemisk stabilitet: Den har ikke kjemisk interaksjon med jernbaserte materialer ved 1200-1300 grad , og den vil ikke slites like kraftig ut som diamant, og den kan fortsatt opprettholde hardheten til hardmetall på dette tidspunktet; PCBN-verktøy er egnet for skjæring av herdet ståldeler og kjølt støpejern, kan brukes mye i høyhastighetsskjæring av støpejern.
④ God termisk ledningsevne: Selv om den termiske ledningsevnen til CBN ikke er like god som for diamant, er den termiske ledningsevnen til PCBN bare nest etter diamant blant forskjellige verktøymaterialer, og er mye høyere enn for høyhastighetsstål og sementert karbid.
⑤ Lav friksjonskoeffisient: En lav friksjonskoeffisient kan redusere skjærekraften under skjæring, redusere skjæretemperaturen og forbedre kvaliteten på den maskinerte overflaten.
⑶ Bruk av verktøy for kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid er egnet for etterbehandling av ulike materialer som er vanskelig å kutte, som herdet stål, hardt støpejern, høytemperaturlegering, hardlegering og overflatesprøytematerialer. Maskineringsnøyaktigheten kan nå IT5 (hullet er IT6), og overflateruheten kan være så liten som Ra1.25-0.20μm.
Kubisk bornitridverktøymateriale har dårlig seighet og bøyestyrke. Derfor er dreieverktøy for kubisk bornitrid ikke egnet for grov bearbeiding med lav hastighet og høy slagbelastning; Kraftig oppbygd kant vil oppstå når det gjelder metall, noe som vil forringe den bearbeidede overflaten.
3. Typer, egenskaper og egenskaper ved keramiske verktøymaterialer og verktøyapplikasjoner
Keramiske skjæreverktøy har egenskapene høy hardhet, god slitestyrke, utmerket varmebestandighet og kjemisk stabilitet, og er ikke lett å binde med metall. Keramiske skjæreverktøy inntar en svært viktig posisjon i CNC-maskinering. Keramiske skjæreverktøy har blitt et av de viktigste skjæreverktøyene for høyhastighetsskjæring og bearbeiding av materialer som er vanskelige å maskinere. Keramiske skjæreverktøy er mye brukt i høyhastighetsskjæring, tørrskjæring, hard skjæring og skjæring av materialer som er vanskelige å maskinere. Keramiske kniver kan effektivt behandle høyharde materialer som tradisjonelle kniver ikke kan behandle i det hele tatt, og realisere "erstatte sliping med en bil"; den optimale skjærehastigheten til keramiske kniver kan være 2 til 10 ganger høyere enn for hardmetallkniver, og forbedrer dermed produksjonseffektiviteten til skjæreprosessen betraktelig. Hovedråmaterialet som brukes i keramiske verktøymaterialer er det mest tallrike elementet i jordskorpen. Derfor er popularisering og anvendelse av keramiske verktøy av stor betydning for å forbedre produktiviteten, redusere prosesseringskostnadene og spare strategiske edle metaller, og vil også i stor grad fremme utviklingen av skjæreteknologi. framgang.
bilde
⑴ Typer av keramiske verktøymaterialer
Typene av keramiske verktøymaterialer kan generelt deles inn i tre kategorier: alumina-basert keramikk, silisiumnitrid-basert keramikk og kompositt silisiumnitrid-alumina-basert keramikk. Blant dem er alumina-baserte og silisiumnitrid-baserte keramiske verktøymaterialer de mest brukte. Ytelsen til silisiumnitrid-basert keramikk er overlegen den til alumina-basert keramikk.
⑵ Ytelse og egenskaper til keramiske skjæreverktøy
Ytelsesegenskapene til keramiske skjæreverktøy er som følger:
① Høy hardhet og god slitestyrke: Selv om hardheten til keramiske verktøy ikke er så høy som for PCD og PCBN, er den mye høyere enn hardmetall- og høyhastighetsstålverktøy, og når 93-95HRA. Keramiske verktøy kan behandle materialer med høy hardhet som er vanskelige å bearbeide med tradisjonelle verktøy, og egner seg for høyhastighetsskjæring og hardkutting.
② Høy temperaturbestandighet og god varmebestandighet: Keramiske verktøy kan fortsatt kutte ved høye temperaturer over 1200 grader. Keramiske kniver har gode mekaniske egenskaper ved høy temperatur, og oksidasjonsmotstanden til A12O3 keramiske kniver er spesielt god. Selv om skjærekanten er i rødglødende tilstand, kan den brukes kontinuerlig. Derfor kan keramiske verktøy oppnå tørr kutting, noe som kan spare kuttevæske.
③ God kjemisk stabilitet: Keramiske skjæreverktøy er ikke enkle å binde med metall, og er korrosjonsbestandige og kjemisk stabile, noe som kan redusere bindingsslitasjen til skjæreverktøy.
④ Lav friksjonskoeffisient: Affiniteten mellom keramiske skjæreverktøy og metall er liten, og friksjonskoeffisienten er lav, noe som kan redusere skjærekraften og skjæretemperaturen.
⑶ Påføring av keramiske kniver
Keramikk er et av verktøymaterialene som hovedsakelig brukes til høyhastighets etterbehandling og semi-finish. Keramiske skjæreverktøy er egnet for å kutte alle typer støpejern (grå støpejern, duktilt jern, formbart støpejern, kjølt støpejern, høylegert slitebestandig støpejern) og stål (karbonkonstruksjonsstål, legert konstruksjonsstål, høyfast stål , høyt manganstål, bråkjølt stål etc.), kan også brukes til å kutte kobberlegeringer, grafitt, ingeniørplast og komposittmaterialer.
Det er problemer med lav bøyestyrke og dårlig slagfasthet i ytelsen til keramiske verktøymaterialer, som ikke er egnet for kutting under lav hastighet og slagbelastning.
bilde
4. Egenskaper og egenskaper for belagte skjæreverktøymaterialer og bruk av skjæreverktøy
Å belegge verktøyet er en av de viktige måtene å forbedre ytelsen til verktøyet på. Fremveksten av belagte skjæreverktøy har gjort et stort gjennombrudd i skjæreytelsen til skjæreverktøy. Det belagte verktøyet er belagt med ett eller flere lag av ildfast sammensetning med god slitestyrke på den tøffere verktøykroppen, som kombinerer verktøysubstratet med det harde belegget, slik at ytelsen til verktøyet forbedres betydelig. Belagte skjæreverktøy kan forbedre prosesseringseffektiviteten, forbedre prosesseringsnøyaktigheten, forlenge verktøyets levetid og redusere prosesseringskostnadene.
Omtrent 80 prosent av skjæreverktøyene som brukes i nye CNC-maskiner bruker belagte verktøy. Belagte skjæreverktøy vil være den viktigste verktøyvarianten innen CNC-bearbeiding i fremtiden.
bilde
⑴ Typer belagte verktøy
I henhold til forskjellige beleggingsmetoder kan belagte verktøy deles inn i verktøy belagt med kjemisk dampavsetning (CVD) og belagt verktøy med fysisk dampavsetning (PVD). Belagte karbidverktøy bruker vanligvis kjemisk dampavsetning, og avsetningstemperaturen er rundt 1000 grader. Belagte høyhastighetsstålverktøy bruker vanligvis fysisk dampavsetning, og avsetningstemperaturen er omtrent 500 grader;
I henhold til de forskjellige substratmaterialene til belagte verktøy, kan belagte verktøy deles inn i karbidbelagte verktøy, høyhastighetsstålbelagte verktøy og belagte verktøy på keramikk og superharde materialer (diamant og kubisk bornitrid).
I henhold til beleggmaterialets beskaffenhet kan belagte verktøy deles inn i to kategorier, nemlig "harde" belagte verktøy og 'myke' belagte verktøy. Hovedmålene for "hardt" belagte verktøy er høy hardhet og slitestyrke. Hovedfordelene er høy hardhet og god slitestyrke, typisk TiC- og TiN-belegg. Målet for "myke" belegningsverktøy er en lav friksjonskoeffisient, også kjent som selvsmørende verktøy, og dens friksjon med arbeidsstykkematerialet. Koeffisienten er svært lav, bare ca. 0.1, som kan redusere liming, reduser friksjon, reduser skjærekraft og skjæretemperatur.
Nylig utviklet et nano-belegg (Nanoeoating) verktøy. Dette belagte verktøyet kan bruke forskjellige kombinasjoner av forskjellige beleggmaterialer (som metall/metall, metall/keramikk, keramikk/keramikk, etc.) for å møte ulike funksjons- og ytelseskrav. Et riktig utformet nanobelegg kan gjøre at verktøymaterialet har utmerkede antifriksjons- og antislitasjefunksjoner og selvsmørende egenskaper, som er egnet for høyhastighets tørrkutting.
⑵ Egenskaper for belagte verktøy
Ytelsesegenskapene til belagte verktøy er som følger:
① God mekanisk og kutteytelse: Belagte verktøy kombinerer de utmerkede egenskapene til basismaterialet og beleggmaterialet, som ikke bare opprettholder den gode seigheten og høye styrken til basen
Kombinasjonen av avansert prosessutstyr og høyytelses CNC-skjæreverktøy kan gi full spill til dens ytelse og oppnå gode økonomiske fordeler. Med den raske utviklingen av skjærende verktøymaterialer har forskjellige nye skjæreverktøymaterialer forbedret deres fysiske, mekaniske egenskaper og skjæreytelse betraktelig, og deres bruksområde har også fortsatt å utvide seg.
bilde
1. Verktøymaterialer bør ha grunnleggende egenskaper
de
Valg av verktøymateriale har stor innflytelse på verktøyets levetid, prosesseringseffektivitet, prosesskvalitet og prosesseringskostnad. Når verktøyet skjærer, må det tåle virkningene av høyt trykk, høy temperatur, friksjon, støt og vibrasjoner. Derfor bør verktøymaterialet ha følgende grunnleggende egenskaper:
(1) Hardhet og slitestyrke. Hardheten til verktøymaterialet må være høyere enn arbeidsstykkematerialet, vanligvis over 60HRC. Jo hardere verktøymaterialet er, desto bedre slitestyrke.
(2) Styrke og seighet. Verktøymaterialer bør ha høy styrke og seighet for å motstå skjærekrefter, støt og vibrasjoner, og forhindre sprø brudd og flising av verktøy.
(3) Varmemotstand. Varmemotstanden til verktøymaterialet er bedre, det tåler høy skjæretemperatur, og det har god oksidasjonsmotstand.
(4) Prosessytelse og økonomi. Verktøymaterialer bør ha god smiytelse, varmebehandlingsytelse, sveiseytelse, slipeytelse osv., og bør ha et høyt ytelse-prisforhold.
2. Typer, egenskaper, egenskaper og bruksområder for verktøymaterialer
1. Typer, egenskaper og egenskaper for diamantverktøymaterialer og verktøyapplikasjoner
Diamant er en allotrop av karbon, og det er det hardeste materialet som finnes i naturen. Diamantverktøy har høy hardhet, høy slitestyrke og høy varmeledningsevne, og er mye brukt i bearbeiding av ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer. Spesielt ved høyhastighetsskjæring av aluminium og silisium-aluminiumslegeringer er diamantverktøy hovedtypene skjæreverktøy som er vanskelige å erstatte. Diamantverktøy som kan oppnå høy effektivitet, høy stabilitet og bearbeiding med lang levetid er uunnværlige og viktige verktøy i moderne CNC-bearbeiding.
bilde
⑴ Typer diamantverktøy
① Naturlig diamantverktøy: Naturlig diamant har blitt brukt som et skjæreverktøy i hundrevis av år. Det naturlige enkrystall diamantverktøyet er finslipt, og skjærekanten kan slipes ekstremt skarp. Skjærekantradiusen kan nå 0.002μm, noe som kan realisere ultratynn skjæring og kan Det er et anerkjent, ideelt og uerstattelig ultrapresisjonsmaskinverktøy for bearbeiding av ekstremt høy arbeidsemnepresisjon og ekstremt lav overflateruhet.
② PCD-diamantverktøy: Naturlig diamant er dyrt, og polykrystallinsk diamant (PCD) er mye brukt i skjæring. Siden tidlig på 1970-tallet ble polykrystallinsk diamant (Polycrystauine diamant, forkortet PCD) utviklet. Etter suksess har naturlige diamantverktøy blitt erstattet av kunstig polykrystallinsk diamant i mange anledninger. PCD-råmaterialer er rike på kilder, og prisen er bare noen få tideler til en tidel av naturlige diamanter.
PCD-verktøy kan ikke slipe ekstremt skarpe kanter, og overflatekvaliteten til de behandlede arbeidsstykkene er ikke like god som naturlig diamant. Det er ikke praktisk å produsere PCD-innsatser med sponbrytere i industrien. Derfor kan PCD kun brukes til finskjæring av ikke-jernholdige metaller og ikke-metaller, og det er vanskelig å oppnå ultrapresisjon speilskjæring.
③ CVD-diamantverktøy: Fra slutten av 1970-tallet til begynnelsen av 1980-tallet dukket CVD-diamantteknologi opp i Japan. CVD-diamant refererer til syntesen av diamantfilm på heterogene substrater (som sementert karbid, keramikk, etc.) ved kjemisk dampavsetning (CVD). CVD-diamant har nøyaktig samme struktur og egenskaper som naturlig diamant.
Ytelsen til CVD-diamant er veldig nær den for naturlig diamant, og den har fordelene med naturlig enkrystall-diamant og polykrystallinsk diamant (PCD), og overvinner deres mangler til en viss grad.
⑵ Ytelsesegenskaper til diamantverktøy
① Ekstremt høy hardhet og slitestyrke: Naturlig diamant er det hardeste stoffet som finnes i naturen. Diamant har ekstremt høy slitestyrke. Ved prosessering av materialer med høy hardhet er levetiden til diamantverktøy 10 til 100 ganger så stor som for hardmetallverktøy, eller til og med hundrevis av ganger.
② Den har en veldig lav friksjonskoeffisient: friksjonskoeffisienten mellom diamant og noen ikke-jernholdige metaller er lavere enn for andre skjæreverktøy, friksjonskoeffisienten er lav, deformasjonen under bearbeiding er liten, og skjærekraften kan reduseres.
③ Skjæreggen er veldig skarp: skjærekanten på diamantverktøy kan slipes, og det naturlige enkrystall-diamantverktøyet kan være så høyt som 0.002-0.008μm, som kan brukes til ultra -tynn skjæring og ultrapresisjonsmaskinering.
④ Har høy termisk ledningsevne: diamant har høy termisk ledningsevne og termisk diffusivitet, skjærevarme spres lett, og temperaturen på skjæredelen av verktøyet er lav.
⑤ Lav termisk ekspansjonskoeffisient: Den termiske ekspansjonskoeffisienten til diamant er flere ganger mindre enn den for sementert karbid, og endringen i verktøystørrelse forårsaket av skjærevarme er svært liten, noe som er spesielt viktig for presisjon og ultrapresisjonsmaskinering som krever høy dimensjonsnøyaktighet.
⑶ Bruk av diamantverktøy
Diamantverktøy brukes mest til finskjæring og boring av ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer ved høy hastighet. Den er egnet for behandling av forskjellige slitesterke ikke-metaller, for eksempel FRP-pulvermetallurgiemner, keramiske materialer, etc.; ulike slitasjebestandige ikke-jernholdige metaller, for eksempel ulike silisium-aluminiumlegeringer; en rekke ikke-jernholdige metall etterbehandling behandlingen.
Ulempen med diamantverktøy er at de har dårlig termisk stabilitet. Når skjæretemperaturen overstiger 700 grader til 800 grader, vil den fullstendig miste hardheten; i tillegg er den ikke egnet til å kutte jernholdige metaller, fordi diamant (karbon) er lett å binde med jern ved høye temperaturer. Atomvirkningen omdanner karbonatomene til en grafittstruktur, og verktøyet blir lett skadet.
2. Typer, egenskaper og egenskaper for verktøymaterialer og verktøyapplikasjoner for kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN), det andre superharde materialet syntetisert ved en metode som ligner på diamant, er nest etter diamant når det gjelder hardhet og termisk ledningsevne. Den har utmerket termisk stabilitet og kan varmes opp til 10,000 grader i atmosfæren. Oksidasjon forekommer ikke. CBN har ekstremt stabile kjemiske egenskaper for jernholdige metaller og kan brukes mye i bearbeiding av stålprodukter.
bilde
⑴ Typer skjæreverktøy for kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN) er et stoff som ikke finnes i naturen. Det kan deles inn i enkeltkrystall og polykrystallinsk, det vil si CBN enkeltkrystall og polykrystallinsk kubisk bornitrid (polykrystallinsk kubisk bornnitrid, referert til som PCBN). CBN er en av isomerene av bornitrid (BN), og strukturen ligner på diamant.
PCBN (polykrystallinsk kubisk bornitrid) er et polykrystallinsk materiale som sinter fine CBN-materialer gjennom en bindingsfase (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) under høy temperatur og høyt trykk. Diamantverktøymateriale, det og diamant referert til som superhardt verktøymateriale. PCBN brukes hovedsakelig til å lage kniver eller andre verktøy.
PCBN-verktøy kan deles inn i integrerte PCBN-skjær og PCBN-komposittinnsatser sintret med sementert karbid.
PCBN-komposittinnsatser lages ved å sintre et lag med PCBN med en tykkelse på {{0}},5 til 1,0 mm på en hardmetall med god styrke og seighet. Ytelsen har både god seighet og høy hardhet og slitestyrke. Problemene med lav bøyestyrke og sveisevansker til CBN-innsatser er løst.
⑵ Hovedegenskaper og egenskaper til kubisk bornitrid
Selv om hardheten til kubisk bornitrid er litt dårligere enn diamant, er den mye høyere enn andre materialer med høy hardhet. Den enestående fordelen med CBN er at dens termiske stabilitet er mye høyere enn for diamant, som kan nå over 1200 grader (700-800 grad for diamant). reaksjon. De viktigste ytelsesegenskapene til kubisk bornitrid er som følger.
① Høy hardhet og slitestyrke: Krystallstrukturen til CBN er lik den til diamant, og har lignende hardhet og styrke som diamant. PCBN er spesielt egnet for bearbeiding av materialer med høy hardhet som kun kunne slipes før, og kan oppnå bedre overflatekvalitet på arbeidsstykker.
② Høy termisk stabilitet: Varmemotstanden til CBN kan nå 1400-1500 grad, som er nesten 1 ganger høyere enn for diamant (700-800 grad). PCBN-verktøy kan kutte høytemperaturlegeringer og herdet stål med en hastighet som er 3 til 5 ganger høyere enn for hardmetallverktøy.
③Utmerket kjemisk stabilitet: Den har ikke kjemisk interaksjon med jernbaserte materialer ved 1200-1300 grad , og den vil ikke slites like kraftig ut som diamant, og den kan fortsatt opprettholde hardheten til hardmetall på dette tidspunktet; PCBN-verktøy er egnet for skjæring av herdet ståldeler og kjølt støpejern, kan brukes mye i høyhastighetsskjæring av støpejern.
④ God termisk ledningsevne: Selv om den termiske ledningsevnen til CBN ikke er like god som for diamant, er den termiske ledningsevnen til PCBN bare nest etter diamant blant forskjellige verktøymaterialer, og er mye høyere enn for høyhastighetsstål og sementert karbid.
⑤ Lav friksjonskoeffisient: En lav friksjonskoeffisient kan redusere skjærekraften under skjæring, redusere skjæretemperaturen og forbedre kvaliteten på den maskinerte overflaten.
⑶ Bruk av verktøy for kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid er egnet for etterbehandling av ulike materialer som er vanskelig å kutte, som herdet stål, hardt støpejern, høytemperaturlegering, hardlegering og overflatesprøytematerialer. Maskineringsnøyaktigheten kan nå IT5 (hullet er IT6), og overflateruheten kan være så liten som Ra1.25-0.20μm.
Kubisk bornitridverktøymateriale har dårlig seighet og bøyestyrke. Derfor er dreieverktøy for kubisk bornitrid ikke egnet for grov bearbeiding med lav hastighet og høy slagbelastning; Kraftig oppbygd kant vil oppstå når det gjelder metall, noe som vil forringe den bearbeidede overflaten.
3. Typer, egenskaper og egenskaper ved keramiske verktøymaterialer og verktøyapplikasjoner
Keramiske skjæreverktøy har egenskapene høy hardhet, god slitestyrke, utmerket varmebestandighet og kjemisk stabilitet, og er ikke lett å binde med metall. Keramiske skjæreverktøy inntar en svært viktig posisjon i CNC-maskinering. Keramiske skjæreverktøy har blitt et av de viktigste skjæreverktøyene for høyhastighetsskjæring og bearbeiding av materialer som er vanskelige å maskinere. Keramiske skjæreverktøy er mye brukt i høyhastighetsskjæring, tørrskjæring, hard skjæring og skjæring av materialer som er vanskelige å maskinere. Keramiske kniver kan effektivt behandle høyharde materialer som tradisjonelle kniver ikke kan behandle i det hele tatt, og realisere "erstatte sliping med en bil"; den optimale skjærehastigheten til keramiske kniver kan være 2 til 10 ganger høyere enn for hardmetallkniver, og forbedrer dermed produksjonseffektiviteten til skjæreprosessen betraktelig. Hovedråmaterialet som brukes i keramiske verktøymaterialer er det mest tallrike elementet i jordskorpen. Derfor er popularisering og anvendelse av keramiske verktøy av stor betydning for å forbedre produktiviteten, redusere prosesseringskostnadene og spare strategiske edle metaller, og vil også i stor grad fremme utviklingen av skjæreteknologi. framgang.
bilde
⑴ Typer av keramiske verktøymaterialer
Typene av keramiske verktøymaterialer kan generelt deles inn i tre kategorier: alumina-basert keramikk, silisiumnitrid-basert keramikk og kompositt silisiumnitrid-alumina-basert keramikk. Blant dem er alumina-baserte og silisiumnitrid-baserte keramiske verktøymaterialer de mest brukte. Ytelsen til silisiumnitrid-basert keramikk er overlegen den til alumina-basert keramikk.
⑵ Ytelse og egenskaper til keramiske skjæreverktøy
Ytelsesegenskapene til keramiske skjæreverktøy er som følger:
① Høy hardhet og god slitestyrke: Selv om hardheten til keramiske verktøy ikke er så høy som for PCD og PCBN, er den mye høyere enn hardmetall- og høyhastighetsstålverktøy, og når 93-95HRA. Keramiske verktøy kan behandle materialer med høy hardhet som er vanskelige å bearbeide med tradisjonelle verktøy, og egner seg for høyhastighetsskjæring og hardkutting.
② Høy temperaturbestandighet og god varmebestandighet: Keramiske verktøy kan fortsatt kutte ved høye temperaturer over 1200 grader. Keramiske kniver har gode mekaniske egenskaper ved høy temperatur, og oksidasjonsmotstanden til A12O3 keramiske kniver er spesielt god. Selv om skjærekanten er i rødglødende tilstand, kan den brukes kontinuerlig. Derfor kan keramiske verktøy oppnå tørr kutting, noe som kan spare kuttevæske.
③ God kjemisk stabilitet: Keramiske skjæreverktøy er ikke enkle å binde med metall, og er korrosjonsbestandige og kjemisk stabile, noe som kan redusere bindingsslitasjen til skjæreverktøy.
④ Lav friksjonskoeffisient: Affiniteten mellom keramiske skjæreverktøy og metall er liten, og friksjonskoeffisienten er lav, noe som kan redusere skjærekraften og skjæretemperaturen.
⑶ Påføring av keramiske kniver
Keramikk er et av verktøymaterialene som hovedsakelig brukes til høyhastighets etterbehandling og semi-finish. Keramiske skjæreverktøy er egnet for å kutte alle typer støpejern (grå støpejern, duktilt jern, formbart støpejern, kjølt støpejern, høylegert slitebestandig støpejern) og stål (karbonkonstruksjonsstål, legert konstruksjonsstål, høyfast stål , høyt manganstål, bråkjølt stål etc.), kan også brukes til å kutte kobberlegeringer, grafitt, ingeniørplast og komposittmaterialer.
Det er problemer med lav bøyestyrke og dårlig slagfasthet i ytelsen til keramiske verktøymaterialer, som ikke er egnet for kutting under lav hastighet og slagbelastning.
bilde
4. Egenskaper og egenskaper for belagte skjæreverktøymaterialer og bruk av skjæreverktøy
Å belegge verktøyet er en av de viktige måtene å forbedre ytelsen til verktøyet på. Fremveksten av belagte skjæreverktøy har gjort et stort gjennombrudd i skjæreytelsen til skjæreverktøy. Det belagte verktøyet er belagt med ett eller flere lag av ildfast sammensetning med god slitestyrke på den tøffere verktøykroppen, som kombinerer verktøysubstratet med det harde belegget, slik at ytelsen til verktøyet forbedres betydelig. Belagte skjæreverktøy kan forbedre prosesseringseffektiviteten, forbedre prosesseringsnøyaktigheten, forlenge verktøyets levetid og redusere prosesseringskostnadene.
Omtrent 80 prosent av skjæreverktøyene som brukes i nye CNC-maskiner bruker belagte verktøy. Belagte skjæreverktøy vil være den viktigste verktøyvarianten innen CNC-bearbeiding i fremtiden.
bilde
⑴ Typer belagte verktøy
I henhold til forskjellige beleggingsmetoder kan belagte verktøy deles inn i verktøy belagt med kjemisk dampavsetning (CVD) og belagt verktøy med fysisk dampavsetning (PVD). Belagte karbidverktøy bruker vanligvis kjemisk dampavsetning, og avsetningstemperaturen er rundt 1000 grader. Belagte høyhastighetsstålverktøy bruker vanligvis fysisk dampavsetning, og avsetningstemperaturen er omtrent 500 grader;
I henhold til de forskjellige substratmaterialene til belagte verktøy, kan belagte verktøy deles inn i karbidbelagte verktøy, høyhastighetsstålbelagte verktøy og belagte verktøy på keramikk og superharde materialer (diamant og kubisk bornitrid).
I henhold til beleggmaterialets beskaffenhet kan belagte verktøy deles inn i to kategorier, nemlig "harde" belagte verktøy og 'myke' belagte verktøy. Hovedmålene for "hardt" belagte verktøy er høy hardhet og slitestyrke. Hovedfordelene er høy hardhet og god slitestyrke, typisk TiC- og TiN-belegg. Målet for "myke" belegningsverktøy er en lav friksjonskoeffisient, også kjent som selvsmørende verktøy, og dens friksjon med arbeidsstykkematerialet. Koeffisienten er svært lav, bare ca. 0.1, som kan redusere liming, reduser friksjon, reduser skjærekraft og skjæretemperatur.
Nylig utviklet et nano-belegg (Nanoeoating) verktøy. Dette belagte verktøyet kan bruke forskjellige kombinasjoner av forskjellige beleggmaterialer (som metall/metall, metall/keramikk, keramikk/keramikk, etc.) for å møte ulike funksjons- og ytelseskrav. Et riktig utformet nanobelegg kan gjøre at verktøymaterialet har utmerkede antifriksjons- og antislitasjefunksjoner og selvsmørende egenskaper, som er egnet for høyhastighets tørrkutting.
⑵ Egenskaper for belagte verktøy
Ytelsesegenskapene til belagte verktøy er som følger:
① God mekanisk og kutteytelse: Belagte verktøy kombinerer de utmerkede egenskapene til basismaterialet og beleggmaterialet, som ikke bare opprettholder den gode seigheten og høye styrken til basen
