Un bonu cavallu hà bisognu di una bona sella è usa l'equipaggiu avanzatu di machining CNC. Se l'arnesi sbagliati sò usati, serà inutile! A selezzione di u materiale adattatu di l'utensili hà un grande impattu nantu à a vita di serviziu di l'utensili, l'efficienza di trasfurmazioni, a qualità di trasfurmazioni è u costu di trasfurmazioni. Questu articulu furnisce infurmazioni utili nantu à a cunniscenza di u cuteddu, raccoglie è trasmette, imparemu inseme.
I materiali di l'utensili duveranu avè pruprietà di basa
A selezzione di i materiali di l'utensili hà un grande impattu nantu à a vita di l'utensili, l'efficienza di trasfurmazioni, a qualità di trasfurmazioni è u costu di trasfurmazioni. L'arnesi deve resiste à alta pressione, alta temperatura, attritu, impattu è vibrazione quandu si taglianu. Dunque, i materiali di l'utensili duveranu avè e seguenti proprietà basi:
(1) Durezza è resistenza à l'usura. A durezza di u materiale di l'uttellu deve esse più altu ch'è a durezza di u materiale di u travagliu, chì generalmente deve esse sopra à 60HRC. A più alta hè a durezza di u materiale di l'uttellu, u megliu hè a resistenza à l'usura.
(2) Forza è durezza. I materiali di l'utensili duveranu avè una alta forza è tenacità per resiste à e forze di taglio, à l'impattu è à a vibrazione, è impediscenu a frattura fragile è a scagliatura di l'utillita.
(3) Resistenza à u calore. U materiale di l'uttellu hà una bona resistenza à u calore, pò sopra à alte temperature di taglio, è hà una bona resistenza à l'ossidazione.
(4) Prestazione di prucessu è ecunumia. I materiali di l'utensili duveranu avè una bona prestazione di forgiatura, prestazioni di trattamentu termale, prestazioni di saldatura; prestazione di macinazione, etc., è deve perseguite un altu rapportu di rendiment-prezzu.
Tipi, proprietà, caratteristiche è applicazioni di i materiali di l'arnesi
1. Materiali di strumentu di diamante
U diamante hè un allotropu di carbone è hè u materiale più duru truvatu in a natura. L'arnesi di taglio di diamante anu una durezza elevata, una alta resistenza à l'usura è una alta conductività termale, è sò largamente usate in a trasfurmazioni di metalli non-ferrous è materiali non metallichi. In particulare in u tagliu d'alta velocità di l'aliaghji d'aluminiu è di silicium-aluminiu, l'arnesi di diamante sò u tipu principale di arnesi di taglio chì sò difficiuli di rimpiazzà. Strumenti di diamanti chì ponu ottene un'alta efficienza, una alta stabilità è una longa vita di serviziu sò strumenti indispensabili è impurtanti in a machina CNC moderna.
⑴ Tipi di arnesi di diamanti
① Strumenti di diamanti naturali: I diamanti naturali sò stati usati cum'è strumenti di taglio per centinaie d'anni. Strumenti di diamanti naturali unicu cristalli sò stati finemente macinati per fà u tagliu estremamente affilatu. U raghju di u tagliu pò ghjunghje à 0,002 μm, chì ponu ottene un tagliu ultra-sottile. Pò processà una precisione estremamente alta di u travagliu è una rugosità superficiale estremamente bassa. Hè un strumentu di machining ultra-precisione ricunnisciutu, ideale è insustituibile.
② Strumenti di taglio di diamanti PCD: I diamanti naturali sò caru. U diamante più utilizatu in u prucessu di taglio hè u diamante policristalinu (PCD). Dapoi u principiu di l'anni 1970, u diamante polycrystalline (diamante Polycrystauine, chjamatu lame PCD) preparatu cù a tecnulugia di sintesi à alta temperatura è pressione alta hè statu sviluppatu. Dopu à u so successu, l'arnesi di taglio di diamanti naturali sò stati rimpiazzati da diamanti policristallini artificiali in parechje occasioni. A materia prima PCD sò ricchi di fonti, è u so prezzu hè solu uni pochi à un decimu di quellu di u diamante naturali. L'utensili di taglio PCD ùn ponu esse macinati per pruduce arnesi di taglio estremamente affilati. A qualità di a superficia di u filu di tagliu è di u travagliu trasfurmatu ùn hè micca bonu cum'è quellu di u diamante naturali. Ùn hè ancu cunvenutu di fabricà lame PCD cù chip breakers in l'industria. Dunque, u PCD pò esse usatu solu per u taglio di precisione di metalli non-ferrous è non-metalli, è hè difficiule di ottene u taglio di precisione ultra-alta. Tagliu di specchiu di precisione.
③ Strumenti di taglio di diamanti CVD: Da a fine di l'anni 1970 à i primi anni 1980, a tecnulugia di diamante CVD hè apparsa in Giappone. U diamante CVD si riferisce à l'usu di a deposizione chimica di vapore (CVD) per sintetizà un film di diamante nantu à una matrice eterogenea (cum'è carbure cementatu, ceramica, etc.). U diamante CVD hà esattamente a stessa struttura è e caratteristiche cum'è u diamante naturali. U rendiment di u diamante CVD hè assai vicinu à quellu di u diamante naturali. Havi i vantaghji di u diamante unicu cristallu naturali è u diamante policristalinu (PCD), è supera i so difetti in una certa misura.
⑵ Caratteristiche di rendiment di l'arnesi di diamanti
① Durezza estremamente alta è resistenza à l'usura: U diamante naturali hè a sustanza più dura truvata in a natura. U diamante hà una resistenza à l'usura estremamente alta. Quandu si tratta di materiali di alta durezza, a vita di l'arnesi di diamante hè da 10 à 100 volte quella di l'arnesi di carburu, o ancu centinaie di volte.
② Havi un coefficient d'attrito assai bassu: u coefficient d'attrito trà u diamante è certi metalli non ferrosi hè più bassu di l'altri arnesi di taglio. U coefficient di attritu hè bassu, a deformazione durante a trasfurmazioni hè chjuca, è a forza di taglio pò esse ridutta.
③ U tagliu di tagliu hè assai affilatu: U tagliu di u tagliu di l'utillita di diamante pò esse macinatu assai affilatu. U strumentu di diamante unicu cristalu naturali pò esse altu cum'è 0,002 ~ 0,008μm, chì pò esse realizatu taglio ultra-sottile è trasfurmazioni ultra-precisione.
④ Alta conductività termale: U diamante hà una alta conductività termale è diffusività termale, cusì u calore di taglio hè facilmente dissipatu è a temperatura di a parte di taglio di l'utillita hè bassa.
⑤ Havi un coefficiente di espansione termale più bassu: u coefficient di espansione termale di u diamante hè parechje volte più chjucu cà quellu di u carburu cementatu, è u cambiamentu di a dimensione di l'utensili causata da u calore di taglio hè assai chjucu, chì hè particularmente impurtante per a machinazione di precisione è ultra-precisione chì richiede alta precisione dimensionale.
⑶ Applicazione di strumenti di diamanti
L'arnesi di diamanti sò soprattuttu usati per u tagliu fine è l'altura di metalli non ferrosi è materiali non metallici à alta velocità. Adatta per a trasfurmazioni di diversi non-metalli resistenti à l'usura, cum'è blanks di metallurgia di polvere di fibra di vetro, materiali ceramichi, etc.; varii metalli non-ferrous resistenti à l'usura, cum'è varii lega di silicu-aluminiu; è a finitura di trasfurmazioni di vari metalli non-ferrous.
U svantaghju di l'arnesi di diamanti hè chì anu una stabilità termale povira. Quandu a temperatura di taglio supera i 700 ℃ ~ 800 ℃, perderanu completamente a so durezza. Inoltre, ùn sò micca adattati per taglià metalli ferrosi perchè u diamante (carbonu) facilmente reagisce cù u ferru à e temperature elevate. L'azzione atomica converte l'atomi di carbonu in a struttura di grafite, è l'uttellu hè facilmente dannatu.
2. Cubic nitruru di boru materiale strumentu
Nitruru di boru cubicu (CBN), u sicondu materiale superduru sintetizatu cù un metudu simili à a fabricazione di diamanti, hè sicondu solu à u diamante in termini di durezza è di conducibilità termale. Hà una stabilità termale eccellente è pò esse riscaldatu à 10 000 C in l'atmosfera. Ùn ci hè micca oxidazione. CBN hà pruprietà chimiche estremamente stabili per i metalli ferrosi è pò esse largamente utilizatu in a trasfurmazioni di prudutti d'acciaio.
⑴ Tipi di strumenti di taglio in nitruru di boru cubicu
Nitruru di boru cubicu (CBN) hè una sustanza chì ùn esiste micca in natura. Hè divisu in cristalli unichi è policristallini, vale à dì CBN monocristallini è nitruru di boru cubicu policristalinu (bornnitruru cubicu policristalinu, PCBN in breve). CBN hè unu di l'allotropi di nitruru di boru (BN) è hà una struttura simili à u diamante.
PCBN (nitruru di boru cúbicu policristalinu) hè un materiale policristalinu in quale i materiali CBN fini sò sinterizzati inseme per fasi di ubligatoriu (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) à alta temperatura è pressione. Hè attualmente u sicondu materiale sintetizatu artificialmente più duru. U materiale di l'uttellu di diamante, inseme cù u diamante, hè chjamatu cullettivu materiale d'uttellu superduru. PCBN hè principarmenti usatu pi fari culteddi o altri arnesi.
L'arnesi di taglio PCBN ponu esse divisi in lame PCBN solidi è lame composite PCBN sinterizzate cù carburu.
E lame composite PCBN sò fatte da a sinterizzazione di una strata di PCBN cù un grossu di 0,5 à 1,0 mm nantu à un carburu cementatu cù una bona forza è tenacità. A so prestazione combina una bona durezza cù una alta durezza è resistenza à l'usura. Risolve i prublemi di bassa forza di curvatura è di saldatura difficiuli di lame CBN.
⑵ Proprietà principali è caratteristiche di nitruru di boru cubicu
Ancu s'è a durezza di nitruru di boru cúbicu hè un pocu più bassu di u diamante, hè assai più altu ch'è l'altri materiali d'alta durezza. U vantaghju eccezziunale di CBN hè chì a so stabilità termale hè assai più altu ch'è quella di u diamante, righjunghjendu a temperatura di sopra à 1200 ° C (diamante hè 700-800 ° C). Un altru vantaghju impurtante hè chì hè chimicamente inerte è ùn reagisce micca cù u ferru à 1200-1300 ° C. reazione. E caratteristiche principali di u nitruru di boru cubicu sò i seguenti.
① Alta durezza è resistenza à l'usura: a struttura di cristalli CBN hè simile à u diamante, è hà una durezza è una forza simili à u diamante. PCBN hè particularmente adattatu per a trasfurmazioni di materiali d'alta durezza chì ponu esse macinati solu prima, è ponu ottene una qualità di superficia megliu di u travagliu.
② Alta stabilità termica: A resistenza à u calore di CBN pò ghjunghje à 1400 ~ 1500 ℃, chì hè quasi 1 volte più altu ch'è a resistenza à u calore di u diamante (700 ~ 800 ℃). L'arnesi PCBN ponu taglià l'alliages à alta temperatura è l'acciaio induritu à alta velocità da 3 à 5 volte più altu ch'è l'arnesi di carburu.
③ Eccellente stabilità chimica: Ùn hà micca interazzione chimica cù materiali basati in ferru finu à 1200-1300 ° C, è ùn si porta micca cusì forte cum'è u diamante. À questu tempu, pò ancu mantene a durezza di u carburu cimentatu; L'arnesi PCBN sò adattati per u taglio di Pezzi d'acciaio estinti è di ghisa refrigerata, ponu esse largamente utilizati in u taglio à alta velocità di ghisa.
④ Bona conductività termale: Ancu se a conductività termale di CBN ùn pò micca mantene cù u diamante, a conduttività termale di PCBN trà i diversi materiali di l'utensili hè seconda solu à u diamante, è assai più altu ch'è l'acciaio d'alta veloce è u carburu cimentatu.
⑤ Hà un coefficientu di attritu più bassu: Un coefficientu di attritu bassu pò purtà à una riduzione di a forza di taglio durante u tagliu, una riduzzione di a temperatura di taglio, è una migliione di a qualità di a superficia machinata.
⑶ Applicazione di strumenti di taglio in nitruru di boru cubicu
U nitruru di boru cubicu hè adattatu per a finitura di vari materiali difficiuli di taglià, cum'è l'acciaio tempratu, ghisa dura, leghe à alta temperatura, carburu cimentatu è materiali spray di superficia. A precisione di trasfurmazioni pò ghjunghje à IT5 (u pirtusu hè IT6), è u valore di rugosità di a superficia pò esse chjuca cum'è Ra1.25 ~ 0.20μm.
U materiale di nitruru di boru cubicu hà una scarsa tenacità è forza di curvatura. Per quessa, l'arnesi di tornu di nitruru di boru cúbicu ùn sò micca adattati per a machining ruvida à bassa velocità è carichi d'impattu elevatu; à u stessu tempu, ùn sò micca adattati per taglià materiali cù alta plasticità (cum'è leghe d'aluminiu, leghe di ramu, lega di nichel, acciai cù alta plasticità, etc.), perchè taglià sti bordi Seriu custruitu-up succede quandu u travagliu. cù metallu, deteriorating a superficia machined.
3. materiali strumentu ceramica
L'attrezzi di taglio di ceramica anu e caratteristiche di una durezza alta, una bona resistenza à l'usura, una resistenza eccellente à u calore è una stabilità chimica, è ùn sò micca faciuli di ligà cù u metale. L'arnesi ceramichi ghjucanu un rolu assai impurtante in a machining CNC. L'utensili ceramichi sò diventati unu di i principali arnesi per u tagliu è a trasfurmazioni d'alta veloce di materiali difficiuli di machina. L'utensili di taglio in ceramica sò largamente usati in u tagliu d'alta veloce, u tagliu in seccu, u tagliu duru è u tagliu di materiali difficili di machina. L'arnesi ceramichi ponu processà in modu efficiente i materiali d'alta durezza chì l'arnesi tradiziunali ùn ponu micca processà in tuttu, rializendu "turnendu invece di grinding"; a vitezza di taglio ottimali di arnesi ceramica pò esse da 2 à 10 volte più altu ch'è di l'arnesi di carburu, cusì migliurà assai l'efficienza di a produzzione di taglio. ; E materie prime principali utilizzate in i materiali di l'arnesi ceramica sò l'elementi più abbundanti in a crosta terrestre. Per quessa, a prumuzione è l'applicazione di l'arnesi ceramichi sò di grande significatu per migliurà a produtividade, riducendu i costi di trasfurmazioni è salvà metalli preziosi strategichi. Hè ancu prumove assai u sviluppu di a tecnulugia di taglio. prugressu.
⑴ Tipi di materiali di utensili ceramichi
I tipi di materiale di l'utensili di ceramica ponu generalmente esse divisi in trè categurie: ceramica basata in allumina, ceramica basata in nitruru di siliciu è ceramica composita basata in nitruru di silicium-alumina. À mezu à elli, i materiali di ceramica basati in allumina è nitruru di siliciu sò i più utilizati. U rendiment di a ceramica basata in nitruru di siliciu hè superiore à quella di a ceramica basata in allumina.
⑵ Prestazione è caratteristiche di l'arnesi di taglio in ceramica
① Alta durezza è bona resistenza à l'usura: Ancu s'è a durezza di l'utensili di taglio ceramica ùn hè micca altu cum'è PCD è PCBN, hè assai più altu ch'è quellu di l'arnesi di taglio di carburu è d'acciaio d'alta velocità, righjunghjendu 93-95HRA. Strumenti di taglio di ceramica ponu processà materiali d'alta durezza chì sò difficiuli di processà cù l'arnesi di taglio tradiziunale è sò adattati per u tagliu d'alta veloce è u tagliu duru.
② Resistenza à alta temperatura è bona resistenza à u calore: L'utensili di taglio in ceramica ponu ancu tagliate à alte temperature sopra 1200 ° C. Strumenta di taglio ceramica hannu boni pruprietà miccanicu high-temperature. L'arnesi di taglio in ceramica A12O3 anu una resistenza à l'ossidazione particularmente bona. Ancu s'è u tagliu di punta hè in un statu rossu, pò esse usatu continuamente. Per quessa, l'arnesi di ceramica ponu ottene u tagliu seccu, eliminendu cusì a necessità di fluidu di taglio.
③ Bona stabilità chimica: L'utensili di taglio in ceramica ùn sò micca faciuli di ligà cù u metale, sò resistenti à a corrosione è anu una bona stabilità chimica, chì ponu riduce l'usura di ligame di l'arnesi di taglio.
④ Coefficient d'attrito bassu: L'affinità trà l'attrezzi ceramichi è u metale hè chjuca, è u coefficient d'attrito hè bassu, chì pò riduce a forza di taglio è a temperatura di taglio.
⑶ I culteddi di ceramica anu applicazioni
A ceramica hè unu di i materiali di l'uttellu utilizatu principalmente per a finitura è semi-finitura à alta velocità. L'attrezzi di taglio in ceramica sò adattati per u tagliu di diverse ghisa (ghisa grigia, ghisa duttile, ghisa malleabile, ghisa refrigerata, ghisa alta lega resistente à l'usura) è materiali d'acciaio (acciaio strutturale di carboniu, acciau strutturale in lega, acciau d'alta resistenza, high manganese steel, quenched steel etc.), pò ancu esse usata à cutà alliages di ramu, grafite, plastiche ingegneria è materiali cumposti.
E proprietà di u materiale di l'utensili di taglio in ceramica anu prublemi di forza di curvatura bassa è resistenza à l'impattu poveru, chì li rende micca adattati per u tagliu à bassa velocità è sottu carichi d'impattu.
4. Materiali di strumentu Coated
L'utensili di taglio di rivestimentu hè unu di i modi impurtanti per migliurà u rendiment di l'arnesi. L'emergenza di l'utensili rivestiti hà purtatu un grande avanzu in u rendiment di taglio di l'arnesi di taglio. L'attrezzi rivestiti sò rivestiti cù una o più strati di cumposti refrattarii cù una bona resistenza à l'usura nantu à u corpu di l'uttellu cù una bona tenacità. Unisce a matrice di l'uttellu cù u revestimentu duru, migliurà cusì assai u rendiment di l'uttellu. Strumenti rivestiti ponu migliurà l'efficienza di trasfurmazioni, migliurà a precisione di trasfurmazioni, allargà a vita di serviziu di l'utensili, è riduce i costi di trasfurmazioni.
Circa 80% di l'utensili di taglio utilizati in e novi macchine utensili CNC utilizanu strumenti rivestiti. L'utensili rivestiti seranu a varietà di l'uttene più impurtante in u campu di a machining CNC in u futuru.
⑴ Tipi di arnesi rivestiti
Sicondu diversi metudi di rivestimentu, l'attrezzi rivestiti ponu esse divisi in arnesi rivestiti per a deposizione chimica di vapore (CVD) è in l'attrezzi rivestiti in a deposizione di vapore fisicu (PVD). L'arnesi di taglio di carburu rivestitu generalmente utilizanu u metudu di depositu di vapore chimicu, è a temperatura di deposizione hè intornu à 1000 ° C. Strumenti di taglio d'acciaio d'alta velocità rivestiti generalmente utilizanu u metudu di deposizione di vapore fisicu, è a temperatura di deposizione hè intornu à 500 ° C;
Sicondu i diversi materiali sustrati di arnesi rivestiti, arnesi rivestiti ponu esse divisi in arnesi rivestiti di carburu, arnesi d'acciaio d'alta velocità, è arnesi rivestiti nantu à ceramica è materiali superduri (diamante è nitruru di boru cubicu).
Sicondu e proprietà di u materiale di rivestimentu, l'attrezzi rivestiti ponu esse divisi in duie categurie, vale à dì l'attrezzi rivestiti "duru" è l'arnesi rivestiti "morbidi". I scopi principali perseguiti da l'arnesi rivestiti "duru" sò alta durezza è resistenza à l'usura I so vantaghji principali sò alta durezza è bona resistenza à l'usura, tipicamente rivestimenti TiC è TiN. U scopu perseguitu da arnesi di rivestimentu "soft" hè un coefficient d'attrito bassu, canusciutu macari comu arnesi self-lubricating, chì attritu cù u materiale di u travagliu U coefficient hè assai bassu, solu circa 0,1, chì pò riduce l'aderenza, riduce l'attrito è riduce u taglio. forza è temperatura di taglio.
Nanocoating (Nanoeoating) strumenti di taglio sò stati sviluppati recentemente. Tali arnesi rivestiti ponu utilizà diverse cumminazzioni di materiali di rivestimentu (cum'è metallu / metallu, metallu / ceramica, ceramica / ceramica, etc.) per risponde à diverse esigenze funziunali è di rendiment. Nano-coatings cuncepitu currettamente ponu fà chì i materiali di l'uttellu abbianu eccellenti funzioni di riduzzione di attritu è anti-usura è proprietà autolubrificanti, chì li facenu adattati per u tagliu seccu à alta velocità.
⑵ Caratteristiche di l'arnesi di taglio rivestiti
① Bona prestazione meccanica è di taglio: Strumenti rivestiti combina l'eccellenti proprietà di u materiale di basa è u materiale di rivestimentu. Ùn sò micca solu mantene a bona durezza è a forza alta di u materiale di basa, ma anu ancu una alta durezza, una alta resistenza à l'usura è un bassu coefficient d'attrito. Per quessa, a vitezza di taglio di l'utensili rivestiti pò esse aumentata da più di 2 volte di quella di l'attrezzi senza rivestimentu, è i tassi di alimentazione più altu sò permessi. A vita di l'attrezzi rivestiti hè ancu migliuratu.
② Forte versatilità: Strumenti rivestiti anu una larga versatilità è allarganu significativamente a gamma di trasfurmazioni. Un strumentu coated pò rimpiazzà parechji arnesi non-coated.
③ Spessore di u rivestimentu: cum'è u spessore di u rivestimentu aumenta, a vita di l'utensili aumenterà ancu, ma quandu u grossu di u rivestimentu righjunghji a saturazione, a vita di l'utensili ùn aumenterà più significativamente. Quandu u revestimentu hè troppu grossu, facilmente causarà peeling; quandu u revestimentu hè troppu magre, a resistenza à l'usura serà povira.
④ Regrindability: I lame rivestiti anu una scarsa regrindability, un equipamentu cumplessu di rivestimentu, elevati requisiti di prucessu, è longu tempu di rivestimentu.
⑤ Materiale di rivestimentu: Strumenti cù diversi materiali di rivestimentu anu prestazioni di taglio diverse. Per esempiu: quandu si taglia à bassa vitezza, u revestimentu TiC hà vantaghji; quandu tagliate à alta vitezza, TiN hè più adattatu.
⑶Applicazione di strumenti di taglio rivestiti
L'utensili rivestiti anu un grande putenziale in u campu di a machining CNC è seranu a varietà di l'uttellu più impurtante in u campu di a machining CNC in u futuru. A tecnulugia di rivestimentu hè stata applicata à frese, alesatori, punte, strumenti di trasfurmazione di fori compositi, piani di cottura, frese per formare ingranaggi, frese per rasatura di ingranaggi, brocce di formatura e vari inserti indicizzabili bloccati a macchina per rispondere a diverse esigenze di lavorazione di taglio ad alta velocità. I bisogni di materiali cum'è l'azzaru è u ghisa, legami resistenti à u calore è metalli non-ferrous.
5. Materiali strumentu Carbide
L'utensili di taglio in carburu, in particulare l'utensili di taglio in carburu indexable, sò i prudutti principali di l'utensili di machinazione CNC. Dapoi l'anni 1980, e variità di vari strumenti di taglio o inserti di carburu integrale è indexable sò stati allargati à diversi tipi. Una varietà di campi di l'utensili di taglio, in i quali l'utensili di carburu indexable si sò allargati da semplici arnesi di tornitura è frese di fresatura à diversi campi di precisione, cumplessi è di furmazione.
⑴ Tipi di arnesi di taglio di carburu
Sicondu a cumpusizioni chimica principale, u carburu cimentatu pò esse divisu in carburu cimentatu à base di carburu di tungstenu è carbonu di titaniu (nitruru) (TiC(N)) carburu cimentatu basatu.
U carburu cementatu basatu in carburu di tungstenu include trè tippi: tungstenu cobalt (YG), tungstenu cobalt titaniu (YT) è carburu raru aghjuntu (YW). Ognunu hà i so vantaghji è disadvantages. I cumpunenti principali sò carburu di tungstenu (WC) è carburu di titaniu. (TiC), carburu di tantalu (TaC), carburu di niobium (NbC), etc. A fase di ligame di metalli cumunimenti usata hè Co.
U carburu cimentatu à base di carbone di titaniu (nitruru) hè un carburu cimentatu cù TiC cum'è u cumpunente principale (alcuni aghjunghjenu altri carburi o nitruri). I fasi di ligame metalliche cumunimenti usati sò Mo è Ni.
ISO (Organizazione Internaziunale per a Standardizazione) divide u carburu di taglio in trè categurie:
Classe K, cumpresu Kl0 ~ K40, hè equivalente à a classa YG di u mo paese (u cumpunente principale hè WC.Co).
A categuria P, cumprese P01 ~ P50, hè equivalente à a categuria YT di u mo paese (u cumpunente principale hè WC.TiC.Co).
A classe M, cumpresa M10 ~ M40, hè equivalente à a classa YW di u mo paese (u cumpunente principale hè WC-TiC-TaC (NbC)-Co).
Ogni qualità rapprisenta una seria di leghe chì varieghja da alta durezza à tenacità massima cù un numeru trà 01 è 50.
⑵ Caratteristiche di rendiment di l'arnesi di taglio di carburu
① Durezza elevata: L'arnesi di taglio in carburu sò fatti di carburi cù una durezza elevata è un puntu di fusione (chjamatu fase dura) è leganti metallici (chjamatu fase di ligame) attraversu a metallurgia di pulveri, cù una durezza da 89 à 93HRA. , assai più altu ch'è l'acciaio d'alta veloce. À 5400C, a durezza pò ancu ghjunghje à 82 ~ 87HRA, chì hè u listessu cum'è a durezza di l'acciaio d'alta veloce à a temperatura di l'ambienti (83 ~ 86HRA). U valore di durezza di u carburu cementatu cambia cù a natura, a quantità, a dimensione di particella di i carburi è u cuntenutu di a fase di ligame di metalli, è generalmente diminuisce cù l'aumentu di u cuntenutu di a fase di ligame di metalli. Quandu u cuntenutu di a fase di legante hè u listessu, a durezza di l'allii YT hè più altu ch'è quella di l'aliaghji YG, è l'aliaghji aghjuntu cù TaC (NbC) anu una durezza più alta à temperatura alta.
② Forza di curvatura è tenacità: A forza di curvatura di u carburu cimentatu cumunimenti utilizatu hè in u intervalu di 900 à 1500MPa. Quantu più altu hè u cuntenutu di a fase di leganti metallici, più altu hè a forza di flessione. Quandu u cuntenutu di u legante hè u listessu, a forza di l'aliaghju di u tipu YG (WC-Co) hè più altu ch'è quella di a lega di u tipu YT (WC-TiC-Co), è cum'è u cuntenutu di TiC aumenta, a forza diminuisce. U carburu cementatu hè un materiale fragile, è a so resistenza à l'impattu à a temperatura di l'ambienti hè solu di 1/30 à 1/8 di quella di l'acciaio d'alta veloce.
⑶ Applicazione di arnesi di taglio di carburu cumunimenti usati
Leghe YG sò principalmente aduprate per a trasfurmazioni di ghisa, metalli non ferrosi è materiali non metallici. U carburu cementatu à grana fina (cum'è YG3X, YG6X) hà una durezza è una resistenza à l'usura più altu ch'è u carburu à grana media cù u listessu cuntenutu di cobalt. Hè adattatu per a trasfurmazioni di qualchi ghisa dura speciale, acciai inossidabili austeniticu, lega resistente à u calore, lega di titaniu, bronzu duru è materiali isolanti resistenti à l'usura, etc.
I vantaghji eccezziunali di u carburu cimentatu di u tipu YT sò una durezza elevata, una bona resistenza à u calore, una durezza più alta è una forza di compressione à alte temperature di u tipu YG, è una bona resistenza à l'ossidazione. Per quessa, quandu u cuteddu hè necessariu per avè una resistenza di u calore più altu è una resistenza à l'usura, deve esse sceltu un gradu cù un cuntenutu di TiC più altu. L'aliaghji YT sò adattati per a trasfurmazioni di materiali plastichi cum'è l'acciaio, ma ùn sò micca adattati per a trasfurmazioni di leghe di titaniu è di silicio-aluminiu.
A lega YW hà e proprietà di e lega YG è YT, è hà una bona proprietà cumpleta. Pò esse usatu per processà l'azzaru, a ghisa è i metalli non-ferrous. Se u cuntenutu di cobalt di stu tipu di lega hè apprupriamente aumentatu, a forza pò esse assai alta è pò esse usata per a machining rough è u taglio interrotta di diversi materiali difficiuli di machina.
6. Strumenti di taglio in acciaio à alta velocità
High Speed Steel (HSS) hè un azzaru d'uttellu d'alta lega chì aghjunghje più elementi di lega cum'è W, Mo, Cr, è V. Strumenti di taglio d'acciaio d'alta velocità anu un rendimentu cumpletu eccellente in termini di forza, tenacità è processabilità. In arnesi di taglio cumplessi, in particulare quelli cù forme di lame cumplessi, cum'è arnesi di trasfurmazioni di buchi, frese, arnesi di filettatura, arnesi di broaching, arnesi di taglio di ingranaggi, etc., l'acciaio d'alta velocità hè sempre utilizatu. occupanu una pusizione dominante. I culteddi d'acciaio d'alta velocità sò faciuli d'affila per pruduce taglii taglienti.
Sicondu usi differente, azzaru high-vitezza pò esse divisu in generale-purpose azzaru high-vitezza è high-prestu azzaru high-vitezza.
⑴ Strumenti di taglio d'acciaio d'alta velocità per u scopu generale
Steel d'alta velocità per u scopu generale. In generale, pò esse divisu in dui categurie: azzaru di tungstenu è azzaru di tungstenu-molibdenu. Stu tipu d'acciaio d'alta veloce cuntene 0,7% à 0,9% (C). Sicondu i diversi cuntenuti di tungstenu in l'azzaru, pò esse divisu in azzaru di tungstenu cù un cuntenutu W di 12% o 18%, azzaru di tungstenu-molibdenu cù un cuntenutu W di 6% o 8%, è azzaru di molibdenu cun cuntenutu W. di 2% o micca W. . General-purpose azzaru high-vitezza hà una certa durezza (63-66HRC) è a resistenza à l'usura, alta forza è tenacità, bona plasticità è tecnulugia di trasfurmazioni, cusì hè largamente utilizatu in a fabricazione di vari strumenti cumplessi.
① Acciaio di tungstenu: U gradu tipicu di l'acciaio di tungstenu d'acciaio d'alta velocità per u scopu generale hè W18Cr4V, (riferitu cum'è W18). Havi una bona prestazione generale. A durezza d'alta temperatura à 6000C hè 48.5HRC, è pò esse usata per fabricà diversi strumenti cumplessi. Havi i vantaghji di una bona grindability è una bassa sensibilità di decarburizazione, ma per via di u so altu cuntenutu di carbure, distribuzione irregolare, particeddi grossi, è bassa forza è tenacità.
② Acciaio di tungstenu-molibdenu: si riferisce à un azzaru d'alta veloce ottenutu rimpiazzendu una parte di u tungstenu in l'acciaio di tungstenu cù u molibdenu. U gradu tipicu di l'azzaru di tungstenu-molibdenu hè W6Mo5Cr4V2, (riferitu cum'è M2). I particeddi di carburu di M2 sò fini è uniformi, è a so forza, a tenacità è a plasticità à alta temperatura sò megliu cà quelli di W18Cr4V. Un altru tipu d'azzaru di tungstenu-molibdenu hè W9Mo3Cr4V (W9 per u cortu). A so stabilità termale hè un pocu più altu ch'è l'acciaio M2, a so forza di curvatura è a tenacità sò megliu cà W6M05Cr4V2, è hà una bona processabilità.
⑵ Strumenti di taglio d'acciaio à alta velocità d'alta prestazione
L'acciaio d'alta velocità d'alta prestazione si riferisce à un novu tipu d'acciaio chì aghjunghje un pocu di cuntenutu di carbonu, cuntenutu di vanadiu è elementi di lega cum'è Co è Al à a cumpusizioni di l'acciaio d'alta veloce per u scopu generale, migliurà cusì a so resistenza à u calore è a resistenza à l'usura. . Ci sò principalmente e seguenti categurie:
① Acier à haute vitesse à haute teneur en carbone. L'acciaio d'alta velocità à altu carbone (cum'è 95W18Cr4V) hà una durezza alta à a temperatura di l'ambienti è a temperatura alta. Hè adattatu per a fabricazione è a trasfurmazioni di l'acciaio ordinariu è di ghisa, trapani, alesatori, rubinetti è frese cù esigenze elevate di resistenza à l'usura, o arnesi per a trasfurmazioni di materiali più duri. Ùn hè micca adattatu per sustene grandi impatti.
② Acciaio à alta velocità di vanadiu. I gradi tipici, cum'è W12Cr4V4Mo, (riferitu cum'è EV4), anu un cuntenutu V aumentatu da 3% à 5%, anu una bona resistenza à l'usura, è sò adattati per taglià materiali chì causanu una grande usura di l'utensili, cum'è fibre, gomma dura, plastica. , etc., è pò ancu esse usatu per trasfurmà Materiali cum'è l'acciaio inossidabile, l'acciaio d'alta resistenza è l'alliages d'alta temperatura.
③ Cobalt high speed steel. Hè un azzaru superduru d'alta veloce chì cuntene cobalt. I gradi tipici, cum'è W2Mo9Cr4VCo8, (riferitu cum'è M42), anu una durezza assai alta. A so durezza pò ghjunghje sin'à 69-70HRC. Hè adattatu per a trasfurmazioni di acciai resistenti à u calore d'alta resistenza difficiuli d'utilizazione, leghe d'alta temperatura, ligami di titaniu, etc. Materiali di trasfurmazioni: M42 hà una bona grindability è hè adattatu per fà strumenti di precisione è cumplessi, ma ùn hè micca adattatu. per travaglià in cundizioni di taglio d'impattu.
④ Acciaio d'aluminiu à alta velocità. Hè un azzaru super-duru d'alta veloce chì cuntene aluminiu. I gradi tipici sò, per esempiu, W6Mo5Cr4V2Al, (riferitu cum'è 501). A durezza à alta temperatura à 6000C righjunghji ancu 54HRC. U rendiment di taglio hè equivalente à M42. È adatto per la produzione di frese, punte da trapano, alesatori, frese ad ingranaggi e brocce. etc., aduprati per a trasfurmazioni di materiali cum'è l'acciaio in lega, l'acciaio inossidabile, l'acciaio d'alta resistenza è l'aliaghji à alta temperatura.
⑤ Azotu super-duru azzaru d'alta veloce. I gradi tipici, cum'è W12M03Cr4V3N, chjamati (V3N), sò acciai super-duru d'alta veloce chì cuntenenu nitrogenu. A durezza, a forza è a tenacità sò equivalenti à M42. Puderanu esse aduprati com'è sustitutu di l'acciai d'alta veloce chì cuntenenu cobalt è sò usati per u tagliu à bassa velocità di materiali difficiuli di machina è acciai d'alta precisione à bassa velocità. trasfurmazioni.
⑶ Smelting high-speed steel è pulveri metallurgia azzaru high-vitezza
Sicondu i diversi prucessi di fabricazione, l'acciaio d'alta velocità pò esse divisu in l'acciaio d'alta velocità di fusione è l'acciaio d'alta velocità di metallurgia di polveri.
① Smelting high-speed steel: Sia l'acciaio ordinariu d'alta veloce sia l'acciaio d'alta velocità d'altu rendiment sò fatti da metudi di fusione. Sò fatti in coltelli per via di prucessi cum'è a fusione, a fusione di lingotti, è a placcatura è a laminazione. Un prublema seriu chì si faci facilmente quandu si smelting steel high-speed hè a segregazione di carburu. I carburi duri è fragili sò distribuiti irregularmente in l'acciaio d'alta veloce, è i grani sò grossi (finu à decine di microni), chì afecta a resistenza à l'usura è a tenacità di l'arnesi d'acciaio d'alta veloce. è influenza negativamente u rendiment di taglio.
② Metallurgia di polveri d'acciaio d'alta velocità (PM HSS): L'acciaio d'alta velocità di metallurgia di polveri (PM HSS) hè un azzaru liquidu smelted in un fornu d'induzione d'alta frequenza, atomizatu cù argon à alta pressione o nitrogenu puru, è dopu spentu per ottene. cristalli fini è uniformi. Structure (powder azzaru high-vitezza), è poi appughjà u polu resultanti in un blank cuteddu sottu alta temperatura è altu prissioni, o prima fà una billetta azzaru e poi falsificate è rollu in una forma di cuteddu. In cunfrontu cù l'acciaio d'alta velocità fabbricatu da u metudu di fusione, PM HSS hà i vantaghji chì i grani di carburu sò fini è uniformi, è a forza, a tenacità è a resistenza à l'usura sò assai migliurate in paragunà à l'azzaru à alta velocità fusa. In u campu di l'utensili CNC cumplessi, l'arnesi PM HSS svilupperà ulteriormente è occuperà una pusizione impurtante. Qualificazioni tipiche, cum'è F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, etc., ponu esse usate per fabricà arnesi di taglio di grande dimensione, carichi pesanti, d'impattu elevatu, è ancu strumenti di taglio di precisione.
Principii per a Selezzione di Materiali di Strumenti CNC
Attualmente, i materiali di l'utensili CNC largamente utilizati includenu principalmente arnesi di diamanti, arnesi di nitruru di boru cubicu, arnesi ceramichi, arnesi rivestiti, arnesi di carburu, arnesi d'acciaio d'alta velocità, etc. Ci sò parechje qualità di materiali di l'arnesi, è e so proprietà varienu assai. A tavula seguente mostra i principali indicatori di rendiment di diversi materiali di l'arnesi.
I materiali di l'utensili per a machining CNC deve esse selezziunati secondu a pezza trattata è a natura di a trasfurmazioni. A selezzione di i materiali di l'uttellu deve esse ragiunate cuncordatu cù l'ughjettu di trasfurmazioni. U currispundenza di i materiali di l'utensili di taglio è l'uggetti di trasfurmazioni si riferisce principarmenti à l'abbinamentu di e proprietà meccaniche, fisiche è chimiche di i dui per ottene a più longa vita di l'uttellu è a produttività massima di taglio.
1. Matching i pruprietà miccanicu di materiali di strumentu di taglio è uggetti di trasfurmazioni
U prublema di currisponde à e proprietà meccaniche di l'utillita di taglio è l'ughjettu di trasfurmazioni si riferisce principalmente à l'abbinamentu di parametri di pruprietà meccanica cum'è a forza, a tenacità è a durezza di l'utile è u materiale di u travagliu. I materiali di l'utensili cù diverse proprietà meccaniche sò adattati per trasfurmà diversi materiali di u travagliu.
① L'ordine di durezza di u materiale di l'utensili hè: strumentu di diamante> strumentu di nitruru di boru cubicu> strumentu di ceramica> carburu di tungstenu> acciau à alta velocità.
② L'ordine di a forza di curvatura di i materiali di l'utensili hè: acciau d'alta veloce> carburu cimentatu> arnesi ceramichi> arnesi di diamanti è nitruru di boru cubicu.
③ L'ordine di durezza di i materiali di l'uttellu hè: acciau d'alta veloce> carburu di tungstenu> nitruru di boru cubicu, diamanti è utensili ceramici.
I materiali di u travagliu di alta durezza deve esse trattatu cù arnesi di durezza più alta. A durezza di u materiale di l'uttellu deve esse più altu ch'è a durezza di u materiale di u travagliu, chì generalmente deve esse sopra à 60HRC. A più alta hè a durezza di u materiale di l'uttellu, megliu a so resistenza à l'usura. Per esempiu, quandu u cuntenutu di cobalt in carburu cimentatu aumenta, a so forza è a tenacità aumentanu è a so durezza diminuite, facendu adattatu per a machining rough; quandu u cuntenutu di cobalt diminuisce, a so durezza è a resistenza à l'usura aumentanu, facendu adattatu per a finitura.
Strumenti cù eccellenti proprietà meccaniche à alta temperatura sò soprattuttu adattati per u tagliu à alta velocità. L'eccellente prestazione à alta temperatura di l'utensili di taglio in ceramica li permette di taglià à alta velocità, è a velocità di taglio permessa pò esse da 2 à 10 volte più alta di quella di u carburu cementatu.
2. Matching e proprietà fisiche di u materiale strumentu taglio à l 'uggettu machined
Strumenti cù diverse proprietà fisiche, cum'è l'arnesi d'acciaio d'alta velocità cù alta conductività termale è bassu puntu di fusione, arnesi ceramichi cun altu puntu di fusione è bassu espansione termale, arnesi di diamante cù alta conduttività termale è bassa espansione termale, etc., sò adattati per trasfurmà diversi materiali di u travagliu. Quandu si tratta di pezzi cù una conductività termale povera, i materiali di l'utensili cù una conducibilità termale megliu deve esse usatu in modu chì u calore di taglio pò esse trasferitu rapidamente è a temperatura di taglio pò esse ridutta. A causa di a so alta conductività termale è diffusività termale, u diamante pò facilmente dissiparà u calore di taglio senza pruvucà una grande deformazione termica, chì hè particularmente impurtante per l'utensili di machining di precisione chì necessitanu una alta precisione dimensionale.
① A temperatura di resistenza à u calore di diversi materiali di l'utensili: l'arnesi di diamante sò 700 ~ 8000C, l'arnesi PCBN sò 13000 ~ 15000C, l'utensili di ceramica sò 1100 ~ 12000C, u carburu cementatu basatu in TiC(N) hè 900 ~ 11000C ultrafine, basatu in WC. grani Carbide hè 800 ~ 9000C, HSS hè 600 ~ 7000C.
② L'ordine di a conductività termale di diversi materiali di l'utensili: PCD>PCBN>Carburo cementatu basatu in WC>Carburo cementatu basatu in TiC(N)>HSS>Ceramica basata in Si3N4>Ceramica basata in A1203.
③ L'ordine di i coefficienti di espansione termale di vari materiali di l'utensili hè: HSS>Carburo cementatu basatu in WC>TiC(N)>Ceramica basata in A1203>PCBN>Ceramica basata in Si3N4>PCD.
④ L'ordine di resistenza à u scossa termale di vari materiali di l'utensili hè: HSS>Carburo cementatu basatu in WC>Ceramica basata in Si3N4>PCBN>PCD>Carburo cementatu basatu in TiC(N)>Ceramica basata su A1203.
3. Matching i pruprietà chimichi di u materiale strumentu taglio à l 'uggettu machined
U prublema di currisponde à e proprietà chimiche di i materiali di l'utensili di taglio è di l'uggetti di trasfurmazioni si riferisce principarmenti à l'abbinamentu di parametri di prestazione chimica cum'è l'affinità chimica, a reazzione chimica, a diffusione è a dissoluzione di i materiali di l'utensili è i materiali di u travagliu. Strumenti cù diversi materiali sò adattati per trasfurmà diversi materiali di u travagliu.
① A resistenza à a temperatura di ligame di diversi materiali di l'utensili (cù l'acciaio) hè: PCBN>ceramica>carburu di tungstenu>HSS.
② A temperatura di resistenza à l'ossidazione di diversi materiali di l'utensili hè: ceramica> PCBN> carburu di tungstenu> diamante> HSS.
③ A forza di diffusione di i materiali di l'arnesi (per l'acciaio) hè: diamante> Si3N4-based ceramics>PCBN>A1203-based ceramics. L'intensità di diffusione (per titaniu) hè: ceramica basata in A1203>PCBN>SiC>Si3N4>diamante.
4. Selezzione raghjone di materiali strumentu CNC
In generale, u PCBN, l'utensili ceramichi, u carburu rivestitu è l'arnesi di carburu basati in TiCN sò adattati per u processu CNC di metalli ferrosi cum'è l'acciaio; mentri arnesi PCD sò adattati per i materiali metalli non-ferrous cume Al, Mg, Cu è i so alliati è Trattamentu di materiali non-metallic. A tavula sottu elenca alcuni di i materiali di u travagliu chì i materiali di l'utensili sopra sò adattati per u processu.
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Tempu di Postu: Nov-01-2023
