Kaasaegse teaduse ja tehnoloogia arenedes kasutatakse üha enam kõrge kõvadusega insener-tehnilisi materjale, samas kui traditsiooniline treitehnoloogia ei ole pädev või ei suuda mõne suure kõvadusega materjali töötlemist üldse saavutada.Kaetud karbiidil, keraamikal, PCBN-il ja muudel ülikõvadel tööriistamaterjalidel on kõrge kõrge temperatuuriga kõvadus, kulumiskindlus ja termokeemiline stabiilsus, mis on kõige põhilisema eeltingimuse kõrge kõvadusega materjalide lõikamiseks ning on saavutanud tootmises märkimisväärset kasu.Superkõva tööriista materjal ning selle tööriista struktuur ja geomeetrilised parameetrid on kõva treimise põhielemendid.Seega, kuidas valida ülikõva tööriista materjal ning kujundada mõistlik tööriista struktuur ja geomeetrilised parameetrid, on stabiilse kõva treimise saavutamiseks ülioluline!
(1) Kaetud tsementeeritud karbiid
Kandke üks või mitu kihti hea kulumiskindlusega TiN, TiCN, TiAlN ja Al3O2 hea sitkusega tsementeeritud karbiidtööriistadele ja katte paksus on 2-18 μm.Katte soojusjuhtivus on tavaliselt palju väiksem kui tööriista aluspinnal ja tooriku materjalil, mis nõrgendab tööriista aluspinna soojuslikku mõju;Teisest küljest võib see tõhusalt parandada lõikeprotsessi hõõrdumist ja haardumist ning vähendada lõikesoojuse teket.
Kuigi PVD-kattel on palju eeliseid, kipuvad mõned katted, nagu Al2O3 ja teemant, kasutama CVD-katmise tehnoloogiat.Al2O3 on tugeva kuuma- ja oksüdatsioonikindlusega kattekiht, mis suudab eraldada lõikamisel tekkiva soojuse konkreetsest tööriistast.CVD-katte tehnoloogia võib integreerida ka erinevate katete eelised, et saavutada parim lõikeefekt ja rahuldada lõikamise vajadusi.
Võrreldes tsementeeritud karbiidtööriistadega on kaetud tsementeeritud karbiidist tööriistade tugevus, kõvadus ja kulumiskindlus oluliselt paranenud.Kui pöörate tooriku kõvadusega HRC45 ~ 55, saab odav kaetud tsementeeritud karbiid teostada kiiret treimist.Viimastel aastatel on mõned tootjad parandanud kaetud tööriistade jõudlust, täiustades kattematerjale ja muid meetodeid.Näiteks kasutavad mõned USA ja Jaapani tootjad Šveitsi AlTiN kattematerjali ja uut patenteeritud kattetehnoloogiat, et toota kuni HV4500–4900 kõvadusega kaetud lõiketerasid, mis suudavad lõigata HRC47–58 surveterast kiirusega 498,56 m/min. .Kui pööramistemperatuur on kuni 1500–1600 ° C, siis kõvadus ikkagi ei vähene ega oksüdeeru.Tera kasutusiga on neli korda pikem kui tavalisel kaetud teral, samas kui maksumus on vaid 30% ja nakkuvus on hea.
(2) Keraamiline materjal
Tänu oma koostise, struktuuri ja pressimisprotsessi pidevale täiustamisele, eriti nanotehnoloogia arengule, võimaldavad keraamilised tööriistamaterjalid keraamilisi tööriistu karastada.Lähitulevikus võib keraamika põhjustada lõikamises kolmanda revolutsiooni kiirterase ja tsementkarbiidi järel.Keraamiliste tööriistade eelisteks on kõrge kõvadus (HRA91–95), kõrge tugevus (paindetugevus 750–1000 MPa), hea kulumiskindlus, hea keemiline stabiilsus, hea haardumiskindlus, madal hõõrdetegur ja madal hind.Vähe sellest, keraamilistel tööriistadel on ka kõrge kõrge temperatuuri kõvadus, mis ulatub 1200 ° C juures HRA80-ni.
Tavalise lõikamise ajal on keraamiline tööriist väga vastupidav ja selle lõikekiirus võib olla 2–5 korda suurem kui tsementeeritud karbiidil.See sobib eriti hästi suure kõvadusega materjalide töötlemiseks, viimistlemiseks ja kiireks töötlemiseks.See võib lõigata erinevat karastatud terast ja karastatud malmi kõvadusega kuni HRC65.Tavaliselt kasutatakse alumiiniumoksiidil põhinevat keraamikat, räni nitriidil põhinevat keraamikat, metallkeraamikat ja karastatud keraamikat.
Alumiiniumoksiidil põhinevatel keraamilistel tööriistadel on suurem punane kõvadus kui tsementeeritud karbiidil.Üldiselt ei tekita lõikeserv suurel kiirusel lõikamise tingimustes plastilist deformatsiooni, kuid selle tugevus ja sitkus on väga madal.Selle sitkuse ja löögikindluse parandamiseks võib lisada ZrO või TiC ja TiN segu.Teine meetod on lisada puhtast metallist või ränikarbiidist vurrud.Lisaks kõrgele punasele kõvadusele on räninitriidil põhineval keraamikal ka hea sitkus.Võrreldes alumiiniumoksiidil põhineva keraamikaga on selle puuduseks see, et terase töötlemisel on lihtne tekitada kõrge temperatuuri difusiooni, mis suurendab tööriista kulumist.Räninitriidil põhinevat keraamikat kasutatakse peamiselt hallmalmi vahelduvaks treimiseks ja freesimiseks.
Metallkeraamika on teatud tüüpi karbiidipõhine materjal, milles TiC on põhiline kõva faas (0,5-2 μm). Need on kombineeritud Co või Ti sideainetega ja on sarnased tsementeeritud karbiidtööriistadele, kuid neil on madal afiinsus, hea hõõrdumine ja hea kulumiskindlus.See talub kõrgemat lõiketemperatuuri kui tavaline tsementeeritud karbiid, kuid sellel puudub tsementkarbiidi löögikindlus, tugevus raskel lõikamisel ning tugevus madalal kiirusel ja suure ettenihke korral.
(3) Kuubiline boornitriid (CBN)
CBN on kõvaduse ja kulumiskindluse poolest teemandi järel teisel kohal ning sellel on suurepärane kõvadus kõrgel temperatuuril.Võrreldes keraamikaga on selle kuumakindlus ja keemiline stabiilsus veidi kehvad, kuid löögitugevus ja muljumisvastane jõudlus on paremad.Seda kasutatakse laialdaselt karastatud terase (HRC ≥ 50), perliit-halli malmi, jahutatud malmi ja supersulami lõikamisel.Võrreldes tsementkarbiidtööriistadega saab selle lõikekiirust suurendada ühe suurusjärgu võrra.
Kõrge CBN-sisaldusega komposiitpolükristallilise kuupmeetri boornitriidi (PCBN) tööriistal on kõrge kõvadus, hea kulumiskindlus, kõrge survetugevus ja hea löögikindlus.Selle puudused on halb termiline stabiilsus ja madal keemiline inertsus.Sobib kuumakindlate sulamite, malmi ja rauapõhiste paagutatud metallide lõikamiseks.CBN-osakeste sisaldus PCBN-tööriistades on madal ja sideainena keraamikat kasutavate PCBN-tööriistade kõvadus on madal, kuid see korvab endise materjali halva termilise stabiilsuse ja madala keemilise inertsi ning sobib karastatud terase lõikamiseks.
Hallmalmi ja karastatud terase lõikamisel saab valida keraamilise tööriista või CBN-tööriista.Sel põhjusel tuleks teha kulude-tulude ja töötlemise kvaliteedi analüüs, et otsustada, milline neist valida.Kui lõike kõvadus on madalam kui HRC60 ja kasutatakse väikest etteandekiirust, on keraamiline tööriist parem valik.PCBN-tööriistad sobivad HRC60-st kõrgema kõvadusega detailide lõikamiseks, eriti automaatseks töötlemiseks ja ülitäpseks töötlemiseks.Lisaks on töödeldava detaili pinnale jääkpinge pärast PCBN-tööriistaga lõikamist suhteliselt stabiilne kui keraamilise tööriista puhul sama külje kulumise korral.
Kasutades PCBN-tööriista karastatud terase kuivatamiseks, tuleb järgida ka järgmisi põhimõtteid: valida võimalikult suur lõikesügavus tingimusel, et tööpingi jäikus seda võimaldab, et lõikepiirkonnas tekkiv soojus saaks pehmeneda. serva esiosa metall lokaalselt, mis võib tõhusalt vähendada PCBN-tööriista kulumist.Lisaks tuleks väikese lõikesügavuse kasutamisel arvestada ka sellega, et PCBN-tööriista halb soojusjuhtivus võib muuta lõikepiirkonna kuumuse hajumiseks liiga hiljaks ning nihkeala võib samuti tekitada ilmse metalli pehmendava efekti. lõikeserva kulumine.
2. Ülikõvade tööriistade tera struktuur ja geomeetrilised parameetrid
Tööriista kuju ja geomeetriliste parameetrite mõistlik kindlaksmääramine on tööriista lõikevõime täielikuks mängimiseks väga oluline.Tööriista tugevuse osas on erineva kujuga tera tugevus kõrgest madalani: ümmargune, 100 ° teemant, ruudukujuline, 80 ° teemant, kolmnurk, 55 ° teemant, 35 ° teemant.Pärast tera materjali valimist tuleb valida kõige tugevama tera kuju.Samuti tuleks valida võimalikult suured kõvad treiterad ning töötlemata töötlemine tuleks teha ringikujuliste ja suure otsakaare raadiusega labadega.Tipu kaare raadius on viimistlemisel umbes 0,8 μ Umbes m.
Karastatud terasest laastud on punased ja pehmed paelad, suure rabedusega, kergesti purunevad ja mittesiduvad.Karastatud terasest lõikepind on kvaliteetne ja üldiselt ei kogune laastu, kuid lõikejõud on suur, eriti radiaalne lõikejõud on suurem kui peamine lõikejõud.Seetõttu peaks tööriist kasutama negatiivset esinurka (liikumine ≥ - 5 °) ja suurt taganurka (ao=10 ° ~ 15 °).Peamine läbipaindenurk sõltub tööpingi jäikusest, tavaliselt 45 ° ~ 60 °, et vähendada töödeldava detaili ja tööriista pragunemist.
Postitusaeg: 24.02.2023