Комбинација напредне опреме за обраду и ЦНЦ алата за сечење високих перформанси може дати пуну улогу својим одговарајућим перформансама и постићи добре економске користи. Са брзим развојем материјала за резне алате, различити нови материјали за резне алате су увелико побољшали своје физичке, механичке особине и перформансе резања, а њихов опсег примене је такође наставио да се шири.
1. Материјали алата треба да имају основна својства
Избор материјала алата има велики утицај на век трајања алата, ефикасност обраде, квалитет обраде и цену обраде. Када алат сече, мора да поднесе утицај високог притиска, високе температуре, трења, удара и вибрација. Према томе, материјал алата треба да има следећа основна својства:
(1) Тврдоћа и отпорност на хабање. Тврдоћа материјала алата мора бити већа од тврдоће материјала радног предмета, углавном изнад 60ХРЦ. Што је материјал алата тврђи, то је боља отпорност на хабање.
(2) Снага и жилавост. Материјали алата треба да имају високу чврстоћу и жилавост да издрже силе резања, ударе и вибрације и да спрече крто ломљење и ломљење алата.
(3) Отпорност на топлоту. Отпорност на топлоту материјала алата је боља, може издржати високу температуру резања и има добру отпорност на оксидацију.
(4) Перформансе процеса и економичност. Материјали за алат треба да имају добре перформансе ковања, перформансе термичке обраде, перформансе заваривања, перформансе брушења итд., и треба да имају висок однос перформанси и цене.
2. Врсте, својства, карактеристике и примена алатних материјала
1. Врсте, својства и карактеристике материјала дијамантских алата и примена алата
Дијамант је алотроп угљеника и најтврђи је материјал који се налази у природи. Дијамантски алати имају високу тврдоћу, високу отпорност на хабање и високу топлотну проводљивост и широко се користе у обради обојених метала и неметалних материјала. Посебно у брзом резању алуминијума и легура силицијум-алуминијума, дијамантски алати су главне врсте алата за сечење које је тешко заменити. Дијамантски алати који могу постићи високу ефикасност, високу стабилност и дуготрајну машинску обраду су незаменљиви и важни алати у савременој ЦНЦ машинској обради.
⑴ Врсте дијамантских алата
① Природни дијамантски алат: Природни дијамант се користи као алат за сечење стотинама година. Природни монокристални дијамантски алат је фино брушен, а резна ивица може бити изузетно оштра. Радијус резне ивице може да достигне 0.002μм, што може да реализује ултра-танко сечење и може. То је признати, идеалан и незаменљив ултра-прецизан алат за обраду за обраду изузетно високе прецизности радног предмета и изузетно ниске храпавости површине.
② ПЦД дијамантски алат: Природни дијамант је скуп, а поликристални дијамант (ПЦД) се широко користи у резању. Од раних 1970-их, развијен је поликристални дијамант (скраћено Полицристауине диамонд, ПЦД). Након успеха, алати од природног дијаманта су у многим приликама замењени вештачким поликристалним дијамантом. ПЦД сировине су богате изворима, а њихова цена је само неколико десетина до једне десетине природних дијаманата.
ПЦД алати не могу брусити изузетно оштре ивице, а квалитет површине обрађених радних комада није тако добар као код природног дијаманта. Није згодно производити ПЦД уметке са ломачима струготине у индустрији. Стога се ПЦД може користити само за фино сечење обојених метала и неметала, а тешко је постићи ултра-прецизно сечење огледала.
③ ЦВД дијамантски алати: Од касних 1970-их до раних 1980-их, ЦВД дијамантска технологија се појавила у Јапану. ЦВД дијамант се односи на синтезу дијамантског филма на хетерогеним подлогама (као што су цементни карбид, керамика, итд.) хемијским таложењем из паре (ЦВД). ЦВД дијамант има потпуно исту структуру и карактеристике као природни дијамант.
Перформансе ЦВД дијаманта су веома блиске онима природног дијаманта, и има предности природног монокристалног дијаманта и поликристалног дијаманта (ПЦД) и превазилази њихове недостатке у одређеној мери.
⑵ Карактеристике перформанси дијамантских алата
① Изузетно висока тврдоћа и отпорност на хабање: Природни дијамант је најчвршћа супстанца која се налази у природи. Дијамант има изузетно високу отпорност на хабање. Приликом обраде материјала високе тврдоће, век трајања дијамантских алата је 10 до 100 пута већи од оних од цементног карбида, или чак стотине пута.
② Има веома низак коефицијент трења: коефицијент трења између дијаманта и неких обојених метала је нижи од оног код других алата за сечење, коефицијент трења је низак, деформација током обраде је мала, а сила резања може бити смањен.
③ Резна ивица је веома оштра: резна ивица дијамантских алата може да се наоштри, а природни монокристални дијамантски алат може бити висок до 0.002-0.008 μм, који се може користити за ултра -танко сечење и ултра прецизна обрада.
④ Има високу топлотну проводљивост: дијамант има високу топлотну проводљивост и топлотну дифузију, топлота резања се лако распршује, а температура резног дела алата је ниска.
⑤ Низак коефицијент термичке експанзије: коефицијент термичког ширења дијаманта је неколико пута мањи од оног код цементираног карбида, а промена величине алата узрокована топлотом резања је веома мала, што је посебно важно за прецизну и ултра прецизну машинску обраду која захтева високе тачност димензија.
⑶ Примена дијамантских алата
Дијамантски алати се углавном користе за фино сечење и бушење обојених метала и неметалних материјала великом брзином. Погодан је за обраду различитих неметала отпорних на хабање, као што су бланкови за металургију праха ФРП, керамички материјали итд.; разни обојени метали отпорни на хабање, као што су разне легуре силицијум-алуминијум; разне завршне обраде обојених метала.
Недостатак дијамантских алата је лоша термичка стабилност. Када температура резања пређе 700 степени до 800 степени, потпуно ће изгубити тврдоћу; поред тога, није погодан за сечење црних метала, јер се дијамант (угљеник) лако везује за гвожђе на високим температурама. Атомско дејство претвара атоме угљеника у графитну структуру, а алат се лако оштети.
2. Врсте, својства и карактеристике алатних материјала кубног бор нитрида и примена алата
Кубни бор нитрид (ЦБН), други супертврди материјал синтетизован методом сличном дијаманту, други је после дијаманта по тврдоћи и топлотној проводљивости. Има одличну термичку стабилност и може да се загреје до 10,000 степени у атмосфери. Оксидација се не јавља. ЦБН има изузетно стабилна хемијска својства за црне метале и може се широко користити у преради челичних производа.
слика
⑴ Врсте кубних алата за сечење бор нитрида
Кубни бор нитрид (ЦБН) је супстанца која не постоји у природи. Може се поделити на монокристални и поликристални, односно ЦБН монокристални и поликристални кубни бор нитрид (Полицристаллине цубиц борннитрид, који се назива ПЦБН). ЦБН је један од изомера бор нитрида (БН), а његова структура је слична дијаманту.
ПЦБН (поликристални кубни бор нитрид) је поликристални материјал који синтерује фине ЦБН материјале кроз фазу везивања (ТиЦ, ТиН, Ал, Ти, итд.) под високом температуром и високим притиском. Материјал дијамантског алата, он и дијамант који се заједно називају супертврдим материјалом за алат. ПЦБН се углавном користи за израду ножева или других алата.
ПЦБН алати се могу поделити на интегралне ПЦБН уметке и ПЦБН композитне уметке синтероване цементираним карбидом.
ПЦБН композитни уметци се праве синтеровањем слоја ПЦБН-а дебљине {{0}}.5 до 1,0 мм на цементном карбиду добре чврстоће и жилавости. Његове перформансе имају и добру жилавост и високу тврдоћу и отпорност на хабање. Решени су проблеми ниске чврстоће на савијање и тешкоће заваривања ЦБН уметака.
⑵ Главна својства и карактеристике кубног бор нитрида
Иако је тврдоћа кубног бор нитрида мало инфериорна од дијаманта, много је већа од других материјала високе тврдоће. Изузетна предност ЦБН-а је у томе што је његова термичка стабилност много већа од оне код дијаманта, који може достићи и изнад 1200 степени (700-800 степен за дијамант). реакција. Главне карактеристике перформанси кубног бор нитрида су следеће.
① Висока тврдоћа и отпорност на хабање: Кристална структура ЦБН-а је слична оној код дијаманта и има сличну тврдоћу и снагу као и дијамант. ПЦБН је посебно погодан за обраду материјала високе тврдоће који су се раније могли само брусити и може добити бољи квалитет површине радних комада.
② Висока термичка стабилност: Отпорност на топлоту ЦБН-а може да достигне 1400-1500 степен, што је скоро 1 пута веће од отпорности дијаманта (700-800 степен). ПЦБН алати могу да секу високотемпературне легуре и каљене челике брзином 3 до 5 пута већом од брзине алата од цементног карбида.
③Одлична хемијска стабилност: Нема хемијску интеракцију са материјалима на бази гвожђа на 1200-1300 степену, и неће се истрошити као дијамант, и још увек може да задржи тврдоћу цементног карбида у овом тренутку; ПЦБН алати су погодни за сечење каљених челичних делова и расхлађеног ливеног гвожђа, могу се широко користити у брзом резању ливеног гвожђа.
④ Добра топлотна проводљивост: Иако топлотна проводљивост ЦБН-а није тако добра као дијаманта, топлотна проводљивост ПЦБН-а је друга после дијаманта међу различитим материјалима за алат, и много је већа од топлотне проводљивости брзорезног челика и цементног карбида.
⑤ Низак коефицијент трења: Низак коефицијент трења може смањити силу резања током сечења, смањити температуру сечења и побољшати квалитет обрађене површине.
⑶ Примена алата са кубним бор нитридом
Кубни бор нитрид је погодан за завршну обраду различитих материјала који се тешко сече као што су каљени челик, тврдо ливено гвожђе, легура на високим температурама, тврда легура и материјали за површинско прскање. Прецизност обраде може да достигне ИТ5 (рупа је ИТ6), а храпавост површине може бити мала као Ра1.25-0.20μм.
Материјал алата од кубног бор нитрида има слабу жилавост и чврстоћу на савијање. Стога, кубни алати за окретање бор нитрида нису погодни за грубу обраду са малом брзином и великим ударним оптерећењем; У случају метала ће се појавити јака нагомилана ивица, што ће оштетити обрађену површину.
3. Врсте, својства и карактеристике керамичких алатних материјала и примена алата
Керамички алати за сечење имају карактеристике високе тврдоће, добре отпорности на хабање, одличне отпорности на топлоту и хемијске стабилности, и није их лако повезати са металом. Керамички алати за сечење заузимају веома важну позицију у ЦНЦ обради. Керамички алати за сечење постали су један од главних резних алата за брзо сечење и обраду материјала који се тешко обрађују. Керамички алати за сечење се широко користе у брзом резању, сувом резању, тврдом резању и резању материјала који се тешко обрађују. Керамички ножеви могу ефикасно да обрађују материјале високе тврдоће које традиционални ножеви уопште не могу да обрађују и реализују „замену брушења аутомобилом“; оптимална брзина резања керамичких ножева може бити 2 до 10 пута већа од оне код ножева од цементног карбида, чиме се значајно побољшава производна ефикасност обраде сечења. Главна сировина која се користи у керамичким алатним материјалима је најзаступљенији елемент у земљиној кори. Због тога је популаризација и примена керамичких алата од великог значаја за побољшање продуктивности, смањење трошкова обраде и уштеду стратешких племенитих метала, а такође ће у великој мери промовисати развој технологије резања. напредак.
⑴ Врсте материјала за керамичке алате
Типови материјала за керамичке алате се генерално могу поделити у три категорије: керамика на бази глинице, керамика на бази силицијум нитрида и композитна керамика на бази силицијум нитрида и глинице. Међу њима, материјали за керамичке алате на бази глинице и силицијум нитрида су најшире коришћени. Перформансе керамике на бази силицијум нитрида су супериорне у односу на керамику на бази глинице.
⑵ Перформансе и карактеристике керамичких алата за сечење
Карактеристике перформанси керамичких алата за сечење су следеће:
① Висока тврдоћа и добра отпорност на хабање: Иако тврдоћа керамичких алата није тако висока као код ПЦД и ПЦБН, много је већа од тврдоће алата од цементног карбида и брзорезног челика, достижући 93-95ХРА. Керамички алати могу да обрађују материјале високе тврдоће које је тешко обрадити традиционалним алатима, а погодни су за сечење великом брзином и тврдо сечење.
② Отпорност на високе температуре и добра отпорност на топлоту: Керамички алати и даље могу да секу на високим температурама изнад 1200 степени. Керамички ножеви имају добре механичке особине при високим температурама, а отпорност на оксидацију керамичких ножева А12О3 је посебно добра. Чак и ако је резна ивица у усијаном стању, може се користити непрекидно. Због тога, керамички алати могу постићи суво сечење, што може уштедети течност за сечење.
③ Добра хемијска стабилност: керамички алати за сечење се не спајају лако са металом, отпорни су на корозију и хемијски стабилни, што може смањити хабање алата за сечење.
④ Низак коефицијент трења: Афинитет између керамичких алата за сечење и метала је мали, а коефицијент трења је низак, што може смањити силу резања и температуру резања.
⑶ Примена керамичких ножева
Керамика је један од алатних материјала који се углавном користи за брзу завршну и полузавршну обраду. Керамички алати за сечење су погодни за сечење свих врста ливеног гвожђа (сиви ливени гвожђе, нодуларно гвожђе, ковно гвожђе, расхлађено ливено гвожђе, ливено гвожђе високе легуре отпорно на хабање) и челика (угљенични конструкциони челик, легирани конструкциони челик, челик високе чврстоће , челик са високим садржајем мангана, каљени челик итд.), такође се може користити за сечење легура бакра, графита, инжењерске пластике и композитних материјала.
Постоје проблеми ниске чврстоће на савијање и слабе ударне жилавости у перформансама керамичких алатних материјала, који нису погодни за сечење при малој брзини и ударном оптерећењу.
4. Особине и карактеристике пресвучених материјала резног алата и примена резних алата
Премазивање алата је један од важних начина за побољшање перформанси алата. Појава обложених алата за сечење направила је велики напредак у перформансама резања резних алата. Обложени алат је премазан једним или више слојева ватросталног једињења са добром отпорношћу на хабање на чвршћем телу алата, који комбинује подлогу алата са тврдим премазом, тако да су перформансе алата знатно побољшане. Обложени алати за сечење могу побољшати ефикасност обраде, побољшати тачност обраде, продужити век алата и смањити трошкове обраде.
Око 80 процената алата за сечење који се користе у новим ЦНЦ машинама користе алате са премазом. Обложени алати за сечење ће у будућности бити најважније врсте алата у области ЦНЦ обраде.
⑴ Врсте обложених алата
Према различитим методама наношења премаза, алати са премазом се могу поделити на алате обложене хемијским таложењем (ЦВД) и алате са физичким таложењем паре (ПВД). Обложени карбидни алати углавном користе хемијско таложење паре, а температура таложења је око 1000 степени. Алати од брзог челика са премазом углавном користе физичко таложење паре, а температура таложења је око 500 степени;
Према различитим материјалима подлоге обложених алата, обложени алати се могу поделити на алате обложене карбидом, алате са пресвлаком од брзог челика и обложене алате на керамици и супертврдим материјалима (дијамант и кубни бор нитрид).
Према природи материјала за премазивање, алати са премазом се могу поделити у две категорије, а то су алати са "тврдим" премазом и алати са "меким" премазом. Главни циљеви које теже алатима са "тврдим" премазом су висока тврдоћа и отпорност на хабање. Његове главне предности су висока тврдоћа и добра отпорност на хабање, типично ТиЦ и ТиН премази. Циљ који теже алатима за „меко“ премазивање је низак коефицијент трења, познат и као самоподмазујући алат, и његово трење са материјалом радног предмета. Коефицијент је веома низак, само око 0.1, што може смањити везивање, смањење трења, смањење силе резања и температуре резања.
Недавно је развијен алат за нано-премазивање (Наноеоатинг). Овај обложени алат може да користи различите комбинације различитих материјала за премазивање (као што су метал/метал, метал/керамика, керамика/керамика, итд.) како би испунио различите функционалне и перформансе захтева. Правилно дизајниран нано-премаз може учинити да материјал алата има одличне функције против трења и хабања и својства самоподмазивања, што је погодно за суво сечење великом брзином.
⑵ Карактеристике обложених алата
Карактеристике перформанси обложених алата су следеће:
① Добра механичка својства и својства резања: обложени алати комбинују одлична својства основног материјала и материјала за премазивање
Не само да одржава добру жилавост и високу чврстоћу матрице, већ има и високу тврдоћу, високу отпорност на хабање и низак коефицијент трења премаза. Због тога се брзина резања обложеног алата може повећати за више од 2 пута него код необложеног алата, а дозвољена је већа брзина помака. Такође се продужава век обложеног алата.
② Снажна свестраност: Алати са премазом имају широку свестраност, а опсег обраде је значајно проширен. Један обложен алат може да замени неколико необложених алата.
③ Дебљина премаза: Са повећањем дебљине премаза, век трајања алата ће се такође повећати, али када дебљина премаза достигне засићење, век трајања алата се више неће значајно повећати. Када је премаз превише дебео, лако је изазвати пилинг; када је премаз сувише танак, отпорност на хабање је лоша.
④ Могућност поновног мљевења: Обложене оштрице имају лошу могућност поновног брушења, сложену опрему за премазивање, високе захтјеве процеса и дуго вријеме наношења премаза.
⑤ Материјал за премазивање: Алати са различитим материјалима за премазивање имају различите перформансе резања. На пример: када се сече малом брзином, ТиЦ премаз има предност; када се сече великом брзином, ТиН је погоднији.
⑶ Примена обложених алата
Обложени резни алати имају велики потенцијал у области ЦНЦ обраде, и биће најважнија сорта алата у области ЦНЦ обраде у будућности. Технологија премаза је примењена на крајње глодалице, развртаче, бушилице, алате за обраду рупа, плоче за кување зупчаника, секаче за обликовање зупчаника, секаче за бријање зупчаника, провлачење за обликовање и разне уметке за машинско стезање које се могу индексирати како би се испунили захтеви за брзо сечење челика и ливеног гвожђа , легура отпорних на топлоту и обојених метала и других материјала.
5. Врсте, својства, карактеристике и примена цементних карбидних алатних материјала
Алати за сечење од тврдог метала, посебно алати за сечење од тврдог метала, водећи су производи ЦНЦ алата за обраду. Од 1980-их, различити интегрални и индексирани карбидни алати за сечење или сечива су проширени на различите. У области различитих алата за сечење, алати од тврдог метала који се могу индексирати проширили су се од једноставних алата за стругање и чеоних глодалица до различитих прецизних, сложених и поља алата за формирање.
⑴ Врсте алата од цементног карбида
Према главном хемијском саставу, цементни карбид се може поделити на цементни карбид на бази волфрамовог карбида и цементни карбид на бази титанијумовог угљеника (нитрид) (ТиЦ(Н)).
Цементирани карбид на бази волфрам карбида укључује три типа: волфрам-кобалт (ИГ), волфрам-кобалт-титан (ИТ) и ретке карбиде (ИВ), од којих сваки има своје предности и мане. Главне компоненте су волфрам карбид (ВЦ), титанијум карбид (ТиЦ), тантал карбид (ТаЦ), ниобијум карбид (НбЦ), итд., а најчешће коришћена метална везивна фаза је Цо.
Цементирани карбид на бази угљеника (нитрида) је цементни карбид са ТиЦ као главном компонентом (додати су неки други карбиди или нитриди), а најчешће коришћене металне везивне фазе су Мо и Ни.
ИСО (Међународна организација за стандардизацију) дели цементни карбид за сечење у три категорије:
К категорија, укључујући Кл0~К40, је еквивалентна ИГ категорији моје земље (главна компонента је ВЦ.Цо).
П категорија, укључујући П01~П50, је еквивалентна ИТ категорији моје земље (углавном се састоји од ВЦ.ТиЦ.Цо).
М категорија, укључујући М10~М40, је еквивалентна ИВ категорији моје земље (главна компонента је ВЦ-ТиЦ-ТаЦ(НбЦ)-Цо).
Сваки разред представља серију легура од високе тврдоће до максималне жилавости са бројевима између 01 и 50.
⑵ Карактеристике перформанси алата за сечење од цементног карбида
Карактеристике перформанси алата за сечење од цементног карбида су следеће:
① Висока тврдоћа: Алати за сечење од цементног карбида су направљени од карбида високе тврдоће и тачке топљења (названа тврда фаза) и металног везива (названа фаза везивања) методом металургије праха, а његова тврдоћа достиже 89-93ХРА, много већу од брзорезни челик, на 5400Ц, тврдоћа и даље може достићи 82-87ХРА, што је исто као и брзорезни челик на собној температури (83-86ХРА). Вредност тврдоће цементираног карбида варира са природом, количином, величином честица и садржајем металне везне фазе карбида, и генерално опада са повећањем садржаја везивне металне фазе. Када је садржај фазе везива исти, тврдоћа ИТ легура је већа од тврдоће ИГ легура, а легуре које су додате са ТаЦ (НбЦ) имају већу тврдоћу на високим температурама.
② Чврстоћа и жилавост на савијање: Чврстоћа на савијање обично коришћеног цементног карбида је у опсегу од 900-1500МПа. Што је већи садржај фазе металног везива, већа је чврстоћа на савијање. Када је садржај везива исти, јачина легуре типа ИГ (ВЦ-Цо) је већа од легуре типа ИТ (ВЦ-ТиЦ-Цо), а чврстоћа опада са повећањем садржаја ТиЦ. Цементирани карбид је крхак материјал, а његова ударна жилавост на собној температури је само 1/30 до 1/8 од брзорезног челика.
⑶ Примена често коришћених алата за сечење од тврдог метала
ИГ легуре се углавном користе за обраду ливеног гвожђа, обојених метала и неметалних материјала. Фино зрнате тврде легуре (као што су ИГ3Кс, ИГ6Кс) имају већу тврдоћу и отпорност на хабање од тврдих легура средњег зрна када је садржај кобалта исти, а погодне су за обраду неког специјалног тврдог ливеног гвожђа, аустенитног нерђајућег челика, отпорног на топлоту. легуре, легура титанијума, тврда бронза и изолациони материјали отпорни на хабање итд.
Изванредне предности ИТ цементираног карбида су висока тврдоћа, добра отпорност на топлоту, већа тврдоћа и чврстоћа на притисак на високој температури од ИГ цементног карбида и добра отпорност на оксидацију. Због тога, када се захтева да нож има већу отпорност на топлоту и отпорност на хабање, треба изабрати разред са већим садржајем ТиЦ. ИТ легуре су погодне за обраду пластичних материјала као што је челик, али нису погодне за обраду легура титанијума и силицијум-алуминијума.
ИВ легура има својства ИГ и ИТ легура и има добре свеобухватне перформансе. Може се користити не само за обраду челичних материјала, већ и за обраду ливеног гвожђа и обојених метала. Ако се садржај кобалта на одговарајући начин повећа, чврстоћа ове врсте легуре може бити веома висока, а може се користити за грубу обраду и повремено сечење различитих материјала који се тешко обрађују.
6. Врсте, карактеристике и примена алата за резање брзорезног челика
Брзи челик (скраћено ХСС) је високолегирани алатни челик са више легирајућих елемената као што су В, Мо, Цр и В. Алати за сечење брзог челика имају одличне свеобухватне перформансе у смислу чврстоће, жилавости и обрадивости. У сложеним резним алатима, посебно у производњи алата за обраду рупа, глодала, алата за нарезивање навоја, провлачења, алата за резање зупчаника и других сложених резних алата, брзорезни челик и даље заузима доминантну позицију. Ножеви од брзог челика се лако оштре.
Према различитим употребама, брзорезни челик се може поделити на брзи челик опште намене и брзорезни челик високих перформанси.
⑴ Алати за сечење брзог челика опште намене
Брзорезни челик опште намене. Генерално, може се поделити на два типа: волфрам челик и волфрам молибден челик. Овај тип брзорезног челика садржи адитив (Ц) од 0,7 процената до 0,9 процената. Према различитом садржају волфрама у челику, може се поделити на волфрам челик са 12% или 18% В, волфрам-молибден челик са 6% или 8% В и молибден челик са 2% или без В. . Брзорезни челик опште намене има одређену тврдоћу (63-66ХРЦ) и отпорност на хабање, високу чврстоћу и жилавост, добру пластичност и технологију обраде, па се широко користи у производњи различитих сложених алата.
① Волфрам челик: Типичан разред општенаменског челика од волфрама је В18Цр4В, (скраћено В18), који има добре свеобухватне перформансе. Тврдоћа на високој температури на 6000Ц је 48,5ХРЦ и може се користити за производњу различитих сложених алата. Има предности добре млевености и ниске осетљивости на декарбонизацију, али због високог садржаја карбида дистрибуција је релативно неуједначена, честице су велике, а чврстоћа и жилавост нису високе.
② Волфрам-молибден челик: односи се на брзорезни челик добијен заменом дела волфрама у волфрам челику молибденом. Типичан разред волфрам-молибден челика је В6Мо5Цр4В2, (скраћено М2). Честице карбида М2 су фине и уједначене, а његова чврстоћа, жилавост и пластичност на високим температурама су бољи од оних код В18Цр4В. Други волфрам-молибден челик је В9Мо3Цр4В (скраћено В9), његова термичка стабилност је нешто већа од М2 челика, његова чврстоћа на савијање и жилавост су боља од В6М05Цр4В2 и има добру обрадивост.
⑵ Алати за сечење од брзог челика високих перформанси
Брзорезни челик високих перформанси односи се на нови тип челика који додаје одређени садржај угљеника, садржај ванадијума и легирајуће елементе као што су Цо и Ал у састав брзорезног челика опште намене, како би побољшао његову отпорност на топлоту и отпорност на хабање. Углавном постоје следеће категорије:
① Високоугљенични брзорезни челик. Високоугљенични брзорезни челик (као што је 95В18Цр4В), високе тврдоће на собној температури и високој температури, погодан је за производњу и обраду обичног челика и ливеног гвожђа, бушилица, развртача, славина и глодала са високим захтевима отпорности на хабање, или алати за обраду тврђих материјала. Није погодан да издржи велике ударе.
② Челик високе брзине ванадијума. Типични разреди, као што је В12Цр4В4Мо, (који се назива ЕВ4), који садрже В повећан на 3 до 5 процената, добра отпорност на хабање, погодан за сечење материјала са великим хабањем алата, као што су влакна, тврда гума, пластика, итд. такође се користи за обраду материјала као што су нерђајући челик, челик високе чврстоће и легуре на високим температурама.
③ Кобалт брзорезни челик. То је супертврди брзорезни челик који садржи кобалт, типичне класе, као што је В2Мо9Цр4ВЦо8, (скраћено М42), има високу тврдоћу, а његова тврдоћа може достићи 69-70ХРЦ. Погодан је за обраду челика високе чврстоће отпорног на топлоту, легура на високе температуре, легура титанијума итд. Машински материјал, М42 има добру брусност и погодан је за израду прецизних и сложених алата, али није погодан за рад под ударним сечењем. Услови.
④ Алуминијумски брзорезни челик. Припада супертврдом брзорезном челику који садржи алуминијум, типичних разреда, као што је В6Мо5Цр4В2Ал, (скраћено као 501), тврдоћа на високим температурама достиже 54ХРЦ на 6000Ц, а перформансе сечења су еквивалентне М42. Погодан је за производњу глодала, бушилица, развртача, зупчаника и провлачења. итд., који се користи за обраду материјала као што су легирани челик, нерђајући челик, челик високе чврстоће и суперлегуре.
⑤ Азотни супертврди брзорезни челик. Типичне класе, као што је В12М03Цр4В3Н, који се називају (В3Н), су супертврди брзорезни челици који садрже азот. Тврдоћа, снага и жилавост су еквивалентни М42. обрада.
(3) Топљење брзорезног челика и брзог челика за металургију праха
Према различитим производним процесима, брзорезни челик се може поделити на брзорезни челик за топљење и брзи челик за металургију праха.
① Топљење брзорезног челика: И обичан брзорезни челик и брзорезни челик високих перформанси се производе топљењем. Од њих се праве ножеви кроз процесе као што су топљење, ливење ингота и облагање и ваљање. Озбиљан проблем који ће се вероватно појавити код топљења брзорезног челика је сегрегација карбида. Тврди и крти карбиди су неравномерно распоређени у брзорезном челику, а зрна су крупна (до десетина микрона). и штетни ефекти на перформансе сечења.
② Брзи челик металургије праха (ПМ ХСС): Брзи челик металургије праха (ПМ ХСС) је растопљени челик истопљен у високофреквентној индукционој пећи, атомизован аргоном под високим притиском или чистим азотом, а затим каљен да би се добио фино и уједначених кристала Микроструктура (прашак од брзорезног челика), а затим добијени прах утиснути у бланко ножа под високом температуром и високим притиском или прво направити челичну гредицу, а затим исковати и уваљати у облик ножа. У поређењу са брзорезним челиком произведеним методом топљења, ПМ ХСС има следеће предности: зрна карбида су фина и уједначена, а чврстоћа, жилавост и отпорност на хабање су знатно побољшани у поређењу са брзорезним челиком произведеним топљењем. У области сложених ЦНЦ алата, ПМ ХСС алати ће се даље развијати и играти важну улогу. Типични разреди, као што су Ф15, ФР71, ГФл, ГФ2, ГФ3, ПТ1, ПВН, итд., могу се користити за производњу ножева великих димензија, тешких, са високим ударом, а могу се користити и за производњу прецизних ножева.
3. Принципи избора материјала за ЦНЦ резне алате
тхе
Тренутно, широко коришћени материјали за ЦНЦ алате углавном укључују дијамантске алате, алате са кубним бор нитридом, керамичке алате, обложене алате, карбидне алате и алате од брзог челика. Постоји много врста материјала за резне алате, а њихове перформансе се веома разликују. Главни показатељи учинка различитих материјала алата приказани су у следећој табели.
слика
Материјал алата за НЦ обраду мора бити одабран према радном комаду који се обрађује и природи обраде. Избор материјала алата треба разумно ускладити са објектом обраде. Усклађивање материјала резног алата и предмета обраде углавном се односи на усклађивање механичких својстава, физичких својстава и хемијских својстава оба да би се постигао најдужи век алата и максимална продуктивност резања.
1. Материјал резног алата одговара механичким својствима обрађеног предмета
Усклађивање механичких својстава алата за сечење и предмета обраде углавном се односи на усклађивање параметара механичких својстава као што су чврстоћа, жилавост и тврдоћа резног алата и материјала радног предмета. Материјали алата са различитим механичким својствима су погодни за различите материјале радног предмета.
① The order of tool material hardness is: diamond tool>cubic boron nitride tool>ceramic tool>tungsten carbide>брзорезни челик.
② Редослед чврстоће на савијање материјала алата је: брзорезни челик > цементни карбид > керамички алати > дијамантски и кубни алати од бор нитрида.
③ Редослед жилавости материјала резног алата је: брзорезни челик > цементирани карбид > кубни бор нитрид, дијамантски и керамички резни алати.
Материјал радног предмета велике тврдоће мора се обрадити алатом веће тврдоће. Тврдоћа материјала алата мора бити већа од тврдоће материјала радног предмета, за који се генерално тражи да буде изнад 60ХРЦ. Што је материјал алата тврђи, то је његова отпорност на хабање боља. На пример, када се повећа количина кобалта у цементираном карбиду, његова снага и жилавост се повећавају, а тврдоћа се смањује, што је погодно за грубу обраду; када се количина кобалта смањи, повећава се његова тврдоћа и отпорност на хабање, што је погодно за завршну обраду.
Алати са одличним механичким својствима при високим температурама посебно су погодни за брзо сечење. Одличне перформансе на високим температурама керамичких алата омогућавају им да секу великом брзином, а дозвољена брзина резања може се повећати за 2 до 10 пута у поређењу са цементираним карбидом.
2. Усклађивање материјала резног алата са физичким својствима обрађеног предмета
Алати са различитим физичким својствима, као што су брзорезни челични алати са високом топлотном проводљивошћу и ниском тачком топљења, керамички алати са високом тачком топљења и ниским топлотним ширењем, дијамантски алати са високом топлотном проводљивошћу и ниском топлотном експанзијом, итд. различити материјали радног предмета. Приликом обраде радних предмета са слабом топлотном проводљивошћу треба користити алатне материјале са бољом топлотном проводљивошћу како би се топлота резања могла брзо пренети и температура резања смањила. Због високе топлотне проводљивости и топлотне дифузије дијаманта, топлота резања се лако распршује и неће изазвати велике термичке деформације, што је посебно важно за прецизне алате за машинску обраду који захтевају високу тачност димензија.
① Температура отпорна на топлоту различитих материјала алата: 700-8000Ц за дијамантске алате, 13000-15000Ц за ПЦБН алате, 1100-12000Ц за керамичке алате, 900-11000Ц за ТиЦ(Н Цементирани карбид на бази ) и 900-11000Ц за ултрафина зрна на бази ВЦ-а Цементирани карбид је 800~9000Ц, ХСС је 600~7000Ц.
② The order of thermal conductivity of various tool materials: PCD>PCBN>WC-based cemented carbide>TiC(N)-based cemented carbide>HSS>Si3N4-based ceramics>Керамика на бази А1203-а.
③ The order of thermal expansion coefficient of various tool materials is: HSS>WC-based cemented carbide>TiC(N)>A1203-based ceramics>PCBN>Si3N4-based ceramics>ПЦД.
④ The order of thermal shock resistance of various tool materials is: HSS>WC-based cemented carbide>Si3N4-based ceramics>PCBN>PCD>TiC(N)-based cemented carbide>Керамика на бази А1203-а.
3. Усклађивање материјала резног алата са хемијским својствима обрађеног предмета
Усклађивање хемијских својстава између материјала алата за сечење и предмета обраде углавном се односи на подударање параметара хемијских перформанси као што су хемијски афинитет, хемијска реакција, дифузија и растварање између материјала алата и материјала радног предмета. ножеви од различитих материјала
