En god hest har brug for en god sadel, og der bruges avanceret CNC-behandlingsudstyr. Hvis de brugte værktøjer er forkerte, vil de være ubrugelige! Valget af egnede værktøjsmaterialer har stor indflydelse på værktøjets levetid, bearbejdningseffektivitet, bearbejdningskvalitet og bearbejdningsomkostninger. Denne artikel giver tørvarer om knivviden, bogmærke og frem, lad os lære sammen.
01
Værktøjsmaterialer skal have grundlæggende egenskaber
Valget af værktøjsmateriale har stor indflydelse på værktøjets levetid, forarbejdningseffektivitet, forarbejdningskvalitet og forarbejdningsomkostninger. Når værktøjet skærer, skal det tåle virkningerne af højt tryk, høj temperatur, friktion, stød og vibrationer. Derfor skal værktøjsmaterialet have følgende grundlæggende egenskaber:
(1) Hårdhed og slidstyrke. Værktøjsmaterialets hårdhed skal være højere end emnematerialets hårdhed, generelt over 60HRC. Jo hårdere værktøjsmaterialet er, jo bedre slidstyrke.
(2) Styrke og sejhed. Værktøjsmaterialer skal have høj styrke og sejhed for at modstå skærekræfter, stød og vibrationer og forhindre skøre brud og afslag på værktøj.
(3) Varmemodstand. Værktøjsmaterialets varmebestandighed er bedre, det kan modstå høj skæretemperatur, og det har god oxidationsmodstand.
(4) Proces ydeevne og økonomi. Værktøjsmaterialer skal have god smedningsydelse, varmebehandlingsydelse, svejseydelse, slibeydelse osv., og bør forfølge et højt ydelse-prisforhold.
02
Typer, egenskaber, karakteristika og anvendelser af skærende værktøjsmaterialer
1. Diamantværktøjsmateriale
Diamant er en allotrop af kulstof, det hårdeste materiale, der nogensinde er fundet i naturen. Diamantværktøjer har høj hårdhed, høj slidstyrke og høj varmeledningsevne og er meget udbredt til forarbejdning af ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer. Især ved højhastighedsskæring af aluminium og silicium-aluminiumslegeringer er diamantværktøjer hovedtyperne af skærende værktøjer, som er svære at erstatte. Diamantværktøjer, der kan opnå høj effektivitet, høj stabilitet og bearbejdning med lang levetid, er uundværlige og vigtige værktøjer i moderne CNC-bearbejdning.
⑴ Typer af diamantværktøjer
① Naturlig diamantværktøj: Naturlig diamant er blevet brugt som skæreværktøj i hundreder af år. Det naturlige enkrystal diamantværktøj er blevet fint slebet, og skæret kan slibes ekstremt skarpt. Skærekantsradius kan nå 0.002μm, hvilket kan realisere ultratynd skæring og kan Det er et anerkendt, ideelt og uerstatteligt ultra-præcisionsbearbejdningsværktøj til bearbejdning af ekstrem høj præcision af emnet og ekstremt lav overfladeruhed.
② PCD diamantværktøj: Naturlig diamant er dyrt, og polykrystallinsk diamant (PCD) er meget udbredt til skæring. Siden begyndelsen af 1970'erne blev polykrystallinsk diamant (Polycrystauine diamant, forkortet PCD) udviklet. Efter succes er naturlige diamantværktøjer blevet erstattet af kunstige polykrystallinske diamanter i mange lejligheder. PCD-råmaterialer er rige på kilder, og prisen er kun et par tiendedele til en tiendedel af naturlige diamanter. PCD-værktøjer kan ikke slibes til ekstremt skarpe Overfladekvaliteten af det forarbejdede emne er ikke så god som naturlig diamant, og det er ikke praktisk at fremstille PCD-blade med spånbrydere i industrien. Derfor kan PCD kun bruges til finskæring af ikke-jernholdige metaller og ikke-metaller, og det er svært at opnå superpræcision spejlskæring.
③ CVD diamantværktøjer: Fra slutningen af 1970'erne til begyndelsen af 1980'erne dukkede CVD diamantteknologi op i Japan. CVD-diamant refererer til syntesen af diamantfilm på heterogene substrater (såsom cementeret carbid, keramik osv.) ved kemisk dampaflejring (CVD). CVD diamant har nøjagtig samme struktur og egenskaber som naturlig diamant. Ydeevnen af CVD-diamant er meget tæt på naturlig diamant, og den har fordelene ved naturlig enkeltkrystal-diamant og polykrystallinsk diamant (PCD) og overvinder deres mangler til en vis grad.
⑵ Præstationskarakteristika for diamantværktøjer
① Ekstremt høj hårdhed og slidstyrke: Naturlig diamant er det hårdeste stof, der findes i naturen. Diamant har ekstrem høj slidstyrke. Ved bearbejdning af materialer med høj hårdhed er levetiden for diamantværktøjer 10 til 100 gange højere end for hårdmetalværktøjer, eller endda hundredvis af gange.
② Meget lav friktionskoefficient: Friktionskoefficienten mellem diamant og nogle ikke-jernholdige metaller er lavere end for andre værktøjer, friktionskoefficienten er lav, deformationen under forarbejdningen er lille, og skærekraften kan reduceres.
③ Skærkanten er meget skarp: Skærkanten på diamantværktøjet kan slibes, og det naturlige enkeltkrystal-diamantværktøj kan være så højt som 0.002-0.008μm, som kan yde ultra- tynd skæring og ultra-præcisionsbearbejdning.
④ Høj termisk ledningsevne: Diamant har høj varmeledningsevne og termisk diffusivitet, skærevarmen er let at sprede, og temperaturen på den skærende del af værktøjet er lav.
⑤ Lav termisk udvidelseskoefficient: Den termiske udvidelseskoefficient for diamant er flere gange mindre end den for cementeret hårdmetal, og ændringen i værktøjsstørrelse forårsaget af skærevarme er meget lille, hvilket er særligt vigtigt for præcision og ultra-præcisionsbearbejdning, der kræver høj dimensionel nøjagtighed.
⑶ Anvendelse af diamantværktøj
Diamantværktøjer bruges mest til finskæring og boring af ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer ved høj hastighed. Det er velegnet til behandling af forskellige slidbestandige ikke-metaller, såsom FRP-pulvermetallurgiemner, keramiske materialer osv.; forskellige slidbestandige ikke-jernholdige metaller, såsom forskellige silicium-aluminiumlegeringer; en række ikke-jernholdige metal efterbehandling behandling.
Ulempen ved diamantværktøj er, at de har dårlig termisk stabilitet. Når skæretemperaturen overstiger 700 grader til 800 grader, vil den helt miste sin hårdhed; desuden er den ikke egnet til skæring af jernholdige metaller, fordi diamant (kulstof) er let at binde med jern ved høje temperaturer. Atomvirkningen omdanner kulstofatomerne til en grafitstruktur, og værktøjet beskadiges let.
2. Kubisk bornitrid-værktøjsmateriale
Kubisk bornitrid (CBN), det andet superhårde materiale syntetiseret ved en metode svarende til diamant, er kun næst efter diamant med hensyn til hårdhed og termisk ledningsevne. Den har fremragende termisk stabilitet og kan opvarmes til 10,000 grader i atmosfæren. Oxidation forekommer ikke. CBN har ekstremt stabile kemiske egenskaber for jernholdige metaller og kan i vid udstrækning anvendes til forarbejdning af stålprodukter.
⑴ Typer af skærende værktøjer til kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN) er et stof, der ikke findes i naturen. Det kan opdeles i enkeltkrystal og polykrystallinsk, nemlig CBN enkeltkrystal og polykrystallinsk kubisk bornitrid (PCBN). CBN er en af isomererne af bornitrid (BN), og dens struktur ligner diamantens.
PCBN (polykrystallinsk kubisk bornitrid) er et polykrystallinsk materiale, der sintrer fine CBN-materialer gennem en bindingsfase (TiC, TiN, Al, Ti osv.) under høj temperatur og højt tryk. Diamantværktøjsmateriale, det og diamant kaldes samlet superhårdt værktøjsmateriale. PCBN bruges hovedsageligt til fremstilling af knive eller andre værktøjer.
PCBN-værktøjer kan opdeles i integrerede PCBN-blade og PCBN-kompositblade sintret med hårdmetal.
PCBN-kompositskær fremstilles ved at sintre et lag PCBN med en tykkelse på {{0}},5 til 1,0 mm på et hårdmetal med god styrke og sejhed. Dens ydeevne har både god sejhed og høj hårdhed og slidstyrke. Problemerne med lav bøjningsstyrke og svejsevanskeligheder ved CBN-skær er løst.
⑵ Hovedegenskaber og karakteristika ved kubisk bornitrid
Selvom hårdheden af kubisk bornitrid er lidt ringere end diamant, er den meget højere end andre materialer med høj hårdhed. Den enestående fordel ved CBN er, at dens termiske stabilitet er meget højere end diamantens, som kan nå over 1200 grader (700-800 grad for diamant). reaktion. De vigtigste ydelsesegenskaber for kubisk bornitrid er som følger.
① Høj hårdhed og slidstyrke: CBN krystalstruktur ligner diamant og har lignende hårdhed og styrke som diamant. PCBN er især velegnet til bearbejdning af højhårdhedsmaterialer, der kun kunne slibes før, og kan opnå bedre overfladekvalitet på emner.
② Høj termisk stabilitet: CBN's varmebestandighed kan nå 1400-1500 grad, hvilket er næsten 1 gange højere end diamants (700-800 grad). PCBN-værktøjer kan skære højtemperaturlegeringer og hærdet stål med en hastighed, der er 3 til 5 gange højere end hastigheden for hårdmetalværktøjer.
③Fremragende kemisk stabilitet: Det har ikke kemisk interaktion med jernbaserede materialer ved 1200-1300 grad, og det vil ikke slides så skarpt som diamant, og det kan stadig bevare hårdheden af hårdmetal på dette tidspunkt; PCBN-værktøjer er velegnede til skæring af hærdede ståldele og kølet støbejern, kan i vid udstrækning bruges til højhastighedsskæring af støbejern.
④ God termisk ledningsevne: Selvom CBN's termiske ledningsevne ikke er så god som diamantens, er den termiske ledningsevne af PCBN kun næst efter diamant blandt forskellige værktøjsmaterialer og er meget højere end højhastighedsstål og cementeret carbid.
⑤ Har en lav friktionskoefficient: en lav friktionskoefficient kan reducere skærekraften under skæring, reducere skæretemperaturen og forbedre kvaliteten af den behandlede overflade.
⑶ Anvendelse af værktøj til kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid er velegnet til efterbehandling af forskellige materialer, der er svære at skære, såsom hærdet stål, hårdt støbejern, superlegering, hård legering og overfladesprøjtematerialer. Bearbejdningsnøjagtigheden kan nå IT5 (hullet er IT6), og overfladeruheden kan være så lille som Ra1.25-0.20μm.
Det kubiske bornitridværktøjsmateriale har dårlig sejhed og bøjningsstyrke. Derfor er drejeværktøjer med kubisk bornitrid ikke egnet til grovbearbejdning med lav hastighed og høj slagbelastning; I tilfælde af metal vil der opstå kraftig opbygget kant, hvilket vil forringe den bearbejdede overflade.
3. Keramisk knivmateriale
Keramiske knive har karakteristika af høj hårdhed, god slidstyrke, fremragende varmebestandighed og kemisk stabilitet og er ikke lette at binde med metal. Keramiske skæreværktøjer indtager en meget vigtig position i CNC-bearbejdning. Keramiske skæreværktøjer er blevet et af de vigtigste skæreværktøjer til højhastighedsskæring og bearbejdning af vanskelige at bearbejde materialer. Keramiske skæreværktøjer er meget udbredt til højhastighedsskæring, tørskæring, hård skæring og skæring af svært bearbejdelige materialer. Keramiske knive kan effektivt behandle højhårde materialer, som traditionelle knive slet ikke kan behandle, og realiserer "at erstatte slibning med en bil"; den optimale skærehastighed for keramiske knive kan være 2 til 10 gange højere end for hårdmetalknive, hvilket i høj grad forbedrer produktionseffektiviteten ved skærebearbejdning. Det vigtigste råmateriale, der bruges i keramiske værktøjsmaterialer, er det mest udbredte element i jordskorpen. Derfor er populariseringen og anvendelsen af keramiske værktøjer af stor betydning for at forbedre produktiviteten, reducere forarbejdningsomkostningerne og spare strategiske ædelmetaller og vil også i høj grad fremme udviklingen af skæreteknologi. fremskridt.
⑴ Typer af keramiske værktøjsmaterialer
Typerne af keramiske værktøjsmaterialer kan generelt opdeles i tre kategorier: alumina-baseret keramik, siliciumnitrid-baseret keramik og komposit siliciumnitrid-aluminiumoxid-baseret keramik. Blandt dem er alumina-baserede og siliciumnitrid-baserede keramiske værktøjsmaterialer de mest udbredte. Ydeevnen af siliciumnitrid-baseret keramik er overlegen i forhold til alumina-baseret keramik.
⑵ Ydeevne og egenskaber for keramiske skæreværktøjer
① Høj hårdhed og god slidstyrke: Selvom hårdheden af keramiske værktøjer ikke er så høj som for PCD og PCBN, er den meget højere end hårdmetal- og højhastighedsstålværktøjer og når 93-95HRA. Keramiske værktøjer kan bearbejde materialer med høj hårdhed, som er svære at bearbejde med traditionelle værktøjer, og er velegnede til højhastighedsskæring og hård skæring.
② Høj temperaturbestandighed og god varmebestandighed: Keramiske værktøjer kan stadig skære ved høje temperaturer over 1200 grader. Keramiske knive har gode højtemperaturmekaniske egenskaber, og oxidationsbestandigheden af A12O3 keramiske knive er særlig god. Selvom skæret er i en rødglødende tilstand, kan den bruges kontinuerligt. Derfor kan keramiske værktøjer opnå tørskæring, hvilket kan spare skærevæske.
③ God kemisk stabilitet: Keramiske skæreværktøjer er ikke lette at binde med metal og er korrosionsbestandige og kemisk stabile, hvilket kan reducere limningsslid på skæreværktøjer.
④ Lav friktionskoefficient: Affiniteten mellem keramiske værktøjer og metal er lille, og friktionskoefficienten er lav, hvilket kan reducere skærekraften og skæretemperaturen.
⑶ Anvendelse af keramiske knive
Keramik er et af de værktøjsmaterialer, der hovedsageligt anvendes til højhastighedsefterbehandling og semi-finish. Keramiske skæreværktøjer er velegnede til at skære alle slags støbejern (grå støbejern, duktilt jern, smidbart støbejern, kølet støbejern, højlegeret slidbestandigt støbejern) og stål (kulstofkonstruktionsstål, legeret konstruktionsstål, højstyrkestål , højt manganstål, bratkølet stål osv.), kan også bruges til at skære kobberlegeringer, grafit, ingeniørplast og kompositmaterialer.
Der er problemer med lav bøjningsstyrke og dårlig slagstyrke i ydeevnen af keramiske skæreværktøjsmaterialer, som ikke er egnede til skæring under lav hastighed og slagbelastning.
4. Belagt værktøjsmateriale
Belægning af værktøjet er en af de vigtige måder at forbedre værktøjets ydeevne på. Fremkomsten af coatede skæreværktøjer har gjort et stort gennembrud i skæreværktøjets skæreydelse. Det coatede værktøj er coatet med et eller flere lag af ildfast forbindelse med god slidstyrke på det hårdere værktøjslegeme, som kombinerer værktøjssubstratet med den hårde belægning, så værktøjets ydeevne er væsentligt forbedret. Coatede skæreværktøjer kan forbedre forarbejdningseffektiviteten, forbedre forarbejdningsnøjagtigheden, forlænge værktøjets levetid og reducere forarbejdningsomkostningerne.
Omkring 80 procent af de skærende værktøjer, der bruges i nye CNC-værktøjsmaskiner, bruger coatede værktøjer. Coated skærende værktøjer vil være de vigtigste værktøjsvarianter inden for CNC-bearbejdning i fremtiden.
⑴ Typer af coatede værktøjer
I henhold til forskellige belægningsmetoder kan coatede værktøjer opdeles i kemisk dampaflejring (CVD) coatede værktøjer og fysiske vapor deposition (PVD) coatede værktøjer. Coated carbid-værktøjer bruger generelt kemisk dampaflejring, og aflejringstemperaturen er omkring 1000 grader. Coated højhastighedsstålværktøj bruger generelt fysisk dampaflejring, og aflejringstemperaturen er omkring 500 grader;
I henhold til de forskellige substratmaterialer af coatede værktøjer kan coatede værktøjer opdeles i hårdmetalcoatede værktøjer, højhastighedsstålcoatede værktøjer og coatede værktøjer på keramik og superhårde materialer (diamant og kubisk bornitrid).
Alt efter belægningsmaterialets beskaffenhed kan coatede værktøjer opdeles i to kategorier, nemlig "hårde" coatede værktøjer og "bløde" coatede værktøjer. De vigtigste mål for "hårdt" coatede værktøjer er høj hårdhed og slidstyrke. Dets vigtigste fordele er høj hårdhed og god slidstyrke, typisk TiC- og TiN-belægninger. Målet for "bløde" belægningsværktøjer er en lav friktionskoefficient, også kendt som selvsmørende værktøjer, og dens friktion med emnematerialet. Koefficienten er meget lav, kun omkring 0.1, hvilket kan reducere limning, reducere friktion, reducere skærekraft og skæretemperatur.
Nanoeating værktøjer er for nylig blevet udviklet. Dette belagte værktøj kan bruge forskellige kombinationer af forskellige belægningsmaterialer (såsom metal/metal, metal/keramik, keramik/keramik osv.) for at opfylde forskellige funktions- og ydeevnekrav. En korrekt designet nano-coating kan få værktøjsmaterialet til at have fremragende antifriktions- og anti-slidfunktioner og selvsmørende egenskaber, som er velegnet til højhastigheds-tørskæring.
⑵ Karakteristika for coatede værktøjer
① God mekanisk og skærende ydeevne: Det belagte værktøj kombinerer de fremragende egenskaber af basismaterialet og belægningsmaterialet, som ikke kun opretholder den gode sejhed og høje styrke af basen, men også har den høje hårdhed, høj slidstyrke og lavt slid belægningens modstand. friktionskoefficient. Derfor kan skærehastigheden af det belagte værktøj øges mere end 2 gange end det ubelagte værktøjs, og en højere tilspændingshastighed er tilladt. Coated værktøjslevetid øges også.
② Stærk alsidighed: Coatede værktøjer har stor alsidighed, og forarbejdningsområdet er betydeligt udvidet. Et coated værktøj kan erstatte flere ikke-coatede værktøjer.
③ Belægningstykkelse: Med forøgelsen af belægningstykkelsen vil værktøjets levetid også øges, men når belægningstykkelsen når mætning, vil værktøjets levetid ikke længere øges væsentligt. Når belægningen er for tyk, er det let at forårsage afskalning; når belægningen er for tynd, er slidstyrken dårlig.
④ Genslibbarhed: Coatede klinger har dårlig genslibbarhed, komplekst belægningsudstyr, høje proceskrav og lang belægningstid.
⑤ Belægningsmateriale: Værktøjer med forskellige belægningsmaterialer har forskellig skæreydelse. For eksempel: ved skæring ved lav hastighed har TiC-belægning en fordel; når der skæres ved høj hastighed, er TiN mere velegnet.
⑶ Påføring af belagt værktøj
Coated skærende værktøjer har et stort potentiale inden for CNC-bearbejdning, og vil være den vigtigste værktøjsvariant inden for CNC-bearbejdning i fremtiden. Belægningsteknologi er blevet anvendt til endefræsere, oprømmere, boremaskiner, forarbejdning af sammensatte huller
Skæreværktøjer, gearkogeplader, tandhjulsskærere, tandhjulsskærere, formningsbrikker og forskellige vendeskær til maskinklemmer opfylder behovene for højhastighedsskæring og forarbejdning af forskellige stål, støbejern, varmebestandige legeringer og ikke-jernholdige metaller.
5. Værktøjsmateriale af hårdmetal
Hårdmetal skærende værktøjer, især indekserbare hårdmetal skæreværktøjer, er de førende produkter af CNC-bearbejdningsværktøjer. Siden 1980'erne er forskellige integrerede og indekserbare hårdmetalskæreværktøjer eller -klinger blevet udvidet til forskellige Inden for forskellige skærende værktøjer er vendeværktøjer i hårdmetal udvidet fra simple drejeværktøjer og planfræsere til forskellige præcisions-, komplekse og formningsværktøjsfelter.
⑴ Typer af hårdmetalværktøjer
Ifølge den vigtigste kemiske sammensætning kan hårdmetal opdeles i wolframcarbid-baseret hårdmetal og kulstof (nitrid) titanium (TiC(N))-baseret hårdmetal.
Wolframcarbid-baseret hårdmetal omfatter tre typer: wolfram-cobolt (YG), wolfram-cobalt-titanium (YT) og sjældne carbider (YW), som hver har sine egne fordele og ulemper. Hovedkomponenterne er wolframcarbid (WC), titaniumcarbid (TiC), tantalcarbid (TaC), niobiumcarbid (NbC) osv., og den almindeligt anvendte metalbindefase er Co.
Carbon (nitrid) titanium-baseret hårdmetal er et hårdmetal med TiC som hovedkomponent (nogle andre karbider eller nitrider er tilsat), og de almindeligt anvendte metalbindefaser er Mo og Ni.
ISO (International Organization for Standardization) opdeler hårdmetal til skæring i tre kategorier:
K-kategori, inklusive Kl0 ~ K40, svarer til mit lands YG-kategori (hovedkomponenten er WC.Co).
P-kategorien, inklusive P01~P50, svarer til mit lands YT-kategori (hovedsageligt sammensat af WC.TiC.Co).
M-kategori, inklusive M10~M40, svarer til mit lands YW-kategori (hovedkomponenten er WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Hver kvalitet repræsenterer en række legeringer fra høj hårdhed til maksimal sejhed med tal mellem 01 og 50.
⑵ Ydelsesegenskaber for skærende værktøjer i hårdmetal
① Høj hårdhed: Cementeret hårdmetal skæreværktøj er lavet af hårdmetal med høj hårdhed og smeltepunkt (kaldet hård fase) og metalbindemiddel (kaldet bindefase) ved pulvermetallurgisk metode, og dets hårdhed når 89-93HRA, meget højere end højhastighedsstål, ved 5400C, kan hårdheden stadig nå 82-87HRA, hvilket er det samme som højhastighedsstål ved stuetemperatur (83-86HRA). Hårdhedsværdien af hårdmetal varierer med arten, mængden, partikelstørrelsen og indholdet af karbidets metalbindingsfase og falder generelt med stigningen i bindingsmetalfasens indhold. Når bindefaseindholdet er det samme, er hårdheden af YT-legeringer højere end for YG-legeringer, og legeringerne tilsat TaC (NbC) har højere højtemperaturhårdhed.
② Bøjningsstyrke og sejhed: Bøjningsstyrken af almindeligt anvendt hårdmetal er i området 900-1500MPa. Jo højere metalbindemiddelfaseindholdet er, desto højere er bøjningsstyrken. Når bindemiddelindholdet er det samme, er styrken af YG type (WC-Co) legering højere end YT type (WC-TiC-Co) legering, og styrken falder med stigningen i TiC indhold. Hårdmetal er et sprødt materiale, og dets slagstyrke ved stuetemperatur er kun 1/30 til 1/8 af højhastighedsstål.
⑶ Anvendelse af almindeligt anvendte hårdmetalskæreværktøjer
YG-legeringer bruges hovedsageligt til forarbejdning af støbejern, ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer. Finkornede hårde legeringer (såsom YG3X, YG6X) har højere hårdhed og slidstyrke end mellemkornede hårde legeringer, når koboltindholdet er det samme, og er velegnede til at forarbejde noget særligt hårdt støbejern, austenitisk rustfrit stål, varmebestandigt legeringer, titanlegering, hård bronze og slidstærke isoleringsmaterialer mv.
De enestående fordele ved YT-type cementeret karbid er høj hårdhed, god varmebestandighed, højere hårdhed og trykstyrke ved høj temperatur end YG-type og god oxidationsmodstand. Derfor, når kniven skal have højere varmebestandighed og slidstyrke, bør kvaliteten med højere TiC-indhold vælges. YT-legeringer er velegnede til bearbejdning af plastmaterialer såsom stål, men ikke egnet til bearbejdning af titanlegeringer og silicium-aluminium-legeringer.
YW-legering har egenskaberne af YG- og YT-legeringer og har god omfattende ydeevne. Det kan bruges ikke kun til forarbejdning af stålmaterialer, men også til forarbejdning af støbejern og ikke-jernholdige metaller. Hvis koboltindholdet er passende øget, kan styrken af denne type legering være meget høj, og den kan bruges til grovbearbejdning og intermitterende skæring af forskellige svært bearbejdelige materialer.
6. Højhastigheds stålknive
High Speed Steel (forkortet HSS) er et højlegeret værktøjsstål med flere legeringselementer som W, Mo, Cr og V tilføjet. Højhastighedsstålskæreværktøj har fremragende omfattende ydeevne med hensyn til styrke, sejhed og fremstillingsevne. I komplekse skæreværktøjer, især ved fremstilling af hulbearbejdningsværktøjer, fræsere, gevindværktøjer, brocher, gear skærende værktøjer og andre komplekse skæreværktøjer, indtager højhastighedsstål stadig en dominerende stilling. Højhastighedsstålknive er nemme at slibe skærene.
Ifølge forskellige anvendelser kan højhastighedsstål opdeles i højhastighedsstål til generelle formål og højtydende højhastighedsstål.
det
⑴ Almindelige højhastighedsstålskæreværktøjer
det
Højhastighedsstål til generelle formål. Generelt kan det opdeles i to typer: wolframstål og wolframmolybdænstål. Denne type højhastighedsstål indeholder additiv (C) på 0,7 procent til 0,9 procent. Ifølge det forskellige wolframindhold i stål kan det opdeles i wolframstål med 12 procent eller 18 procent W, wolfram-molybdænstål med 6 procent eller 8 procent W, og molybdænstål med 2 procent eller ingen W. . Højhastighedsstål til generelle formål har en vis hårdhed (63-66HRC) og slidstyrke, høj styrke og sejhed, god plasticitet og forarbejdningsteknologi, så det er meget udbredt til fremstilling af forskellige komplekse værktøjer.
① Wolframstål: Den typiske kvalitet af højhastighedsstål af wolframstål til generelle formål er W18Cr4V, (forkortet W18), som har en god omfattende ydeevne. Højtemperaturhårdheden ved 6000C er 48,5HRC og kan bruges til at fremstille forskellige komplekse værktøjer. Det har fordelene ved god slibbarhed og lav afkulningsfølsomhed, men på grund af det høje indhold af karbider er fordelingen relativt ujævn, partiklerne er store, og styrken og sejheden er ikke høj.
② Wolfram-molybdænstål: refererer til et højhastighedsstål opnået ved at erstatte en del af wolfram i wolframstålet med molybdæn. Den typiske kvalitet af wolfram-molybdæn stål er W6Mo5Cr4V2, (M2 for kort). Karbidpartiklerne i M2 er fine og ensartede, og dens styrke, sejhed og højtemperatur-plasticitet er bedre end W18Cr4V. Et andet wolfram-molybdænstål er W9Mo3Cr4V (forkortet W9), dets termiske stabilitet er lidt højere end M2-stål, dets bøjningsstyrke og sejhed er bedre end W6M05Cr4V2, og det har god bearbejdelighed.
⑵ Højtydende højhastighedsstålskæreværktøj
det
Højtydende højhastighedsstål refererer til en ny type stål, der tilføjer noget kulstofindhold, vanadiumindhold og legeringselementer såsom Co og Al til den generelle højhastighedsstålsammensætning og derved forbedrer dets varmebestandighed og slidstyrke. . Der er hovedsageligt følgende kategorier:
① Højkulstof højhastighedsstål. Høj-kulstof højhastighedsstål (såsom 95W18Cr4V), med høj hårdhed ved stuetemperatur og høj temperatur, er velegnet til fremstilling og forarbejdning af almindeligt stål og støbejern, boremaskiner, oprømmere, haner og fræsere med høje krav til slidstyrke, eller værktøjer til bearbejdning af hårdere materialer. Den er ikke egnet til at modstå store påvirkninger.
det
② Høj-vanadium højhastighedsstål. Typiske kvaliteter, såsom W12Cr4V4Mo, (benævnt EV4), indeholdende V øget til 3 procent til 5 procent, god slidstyrke, velegnet til skæring af materialer med stor værktøjsslid, såsom fiber, hård gummi, plast osv., kan også bruges til forarbejdning af materialer såsom rustfrit stål, højstyrkestål og højtemperaturlegeringer.
det
③ Kobolt højhastighedsstål. Det er et koboltholdigt superhårdt højhastighedsstål, en typisk kvalitet, såsom W2Mo9Cr4VCo8, (M42 forkortet), har en høj hårdhed, og dens hårdhed kan nå op på 69-70HRC. Den er velegnet til bearbejdning af højstyrke varmebestandigt stål, højtemperaturlegeringer, titanlegeringer osv. Bearbejdningsmateriale, M42 har god slibbarhed og er velegnet til fremstilling af præcision og komplekse værktøjer, men den er ikke egnet til arbejde under stødskæring betingelser.
④ Højhastighedsstål af aluminium. Det tilhører aluminiumholdigt superhårdt højhastighedsstål, typiske kvaliteter, såsom W6Mo5Cr4V2Al, (forkortet til 501), højtemperaturhårdheden når 54HRC ved 6000C, og skæreydelsen svarer til M42. Den er velegnet til fremstilling af fræsere, boremaskiner, oprømmere, tandhjulsfræsere og brocher. osv., bruges til at behandle materialer som legeret stål, rustfrit stål, højstyrkestål og superlegering.
det
⑤ Nitrogen superhårdt højhastighedsstål. Typiske kvaliteter, såsom W12M03Cr4V3N, omtalt som (V3N), er nitrogenholdige superhårde højhastighedsstål. Hårdheden, styrken og sejheden svarer til M42. forarbejdning.
det
(3) Smeltning af højhastighedsstål og pulvermetallurgi højhastighedsstål
Ifølge forskellige fremstillingsprocesser kan højhastighedsstål opdeles i smeltende højhastighedsstål og pulvermetallurgi højhastighedsstål.
det
① Smeltning af højhastighedsstål: Både almindeligt højhastighedsstål og højtydende højhastighedsstål fremstilles ved smeltning. De laves til knive gennem processer som smeltning, ingotstøbning og plettering og valsning. Det alvorlige problem, der sandsynligvis vil opstå ved smeltning af højhastighedsstål, er carbidadskillelse. Hårde og skøre karbider er ujævnt fordelt i højhastighedsstål, og kornene er grove (op til snesevis af mikron). og negative effekter på skæreydelsen.
det
② Pulvermetallurgi højhastighedsstål (PM HSS): Pulvermetallurgi højhastighedsstål (PM HSS) er smeltet stål smeltet i en højfrekvent induktionsovn, forstøvet med højtryksargon eller rent nitrogen og derefter bratkølet for at opnå fint og ensartede krystaller Mikrostruktur (højhastighedsstålpulver), og tryk derefter det opnåede pulver ind i et knivemne under høj temperatur og højt tryk, eller lav først en stålstang og smed og rul den til en knivform. Sammenlignet med højhastighedsstålet fremstillet ved smeltemetoden har PM HSS følgende fordele: karbidkornene er fine og ensartede, og styrken, sejheden og slidstyrken er meget forbedret sammenlignet med højhastighedsstålet fremstillet ved smeltning. Inden for komplekse CNC-værktøjer vil PM HSS-værktøjer videreudvikle og spille en vigtig rolle. Typiske kvaliteter, såsom F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN osv., kan bruges til at fremstille store, kraftige, kraftige knive og kan også bruges til fremstilling af præcisionsknive.
03
Udvælgelsesprincipper for CNC-værktøjsmaterialer
På nuværende tidspunkt omfatter de meget anvendte CNC skæreværktøjsmaterialer hovedsageligt diamantskærende værktøjer, kubisk bornitrid skæreværktøjer, keramiske skæreværktøjer, coatede skæreværktøjer, hårdmetal skæreværktøjer og højhastighedsstål skæreværktøjer.
