Добром коњу је потребно добро седло и користи напредну ЦНЦ машинску опрему. Ако се користе погрешни алати, биће бескорисни! Избор одговарајућег материјала алата има велики утицај на радни век алата, ефикасност обраде, квалитет обраде и цену обраде. Овај чланак пружа корисне информације о знању ножева, прикупите их и проследите, хајде да учимо заједно.
Материјали алата треба да имају основна својства
Избор материјала алата има велики утицај на век трајања алата, ефикасност обраде, квалитет обраде и цену обраде. Алати морају да издрже високи притисак, високу температуру, трење, ударце и вибрације приликом сечења. Према томе, материјали алата треба да имају следећа основна својства:
(1) Тврдоћа и отпорност на хабање. Тврдоћа материјала алата мора бити већа од тврдоће материјала радног предмета, за коју се генерално тражи да буде изнад 60ХРЦ. Што је већа тврдоћа материјала алата, то је боља отпорност на хабање.
(2) Снага и жилавост. Материјали алата треба да имају високу чврстоћу и жилавост да издрже силе резања, ударце и вибрације и да спрече крто ломљење и ломљење алата.
(3) Отпорност на топлоту. Материјал алата има добру отпорност на топлоту, може издржати високе температуре резања и има добру отпорност на оксидацију.
(4) Перформансе процеса и економичност. Материјали за алат треба да имају добре перформансе ковања, перформансе топлотне обраде, перформансе заваривања; перформансе млевења, итд., и треба да тежи високом односу перформанси и цене.
Врсте, својства, карактеристике и примена алатних материјала
1. Материјали дијамантског алата
Дијамант је алотроп угљеника и најтврђи је материјал који се налази у природи. Дијамантски алати за сечење 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 силицијум-алуминијумских легура, дијамантски алати су главни тип алата за сечење које је тешко заменити. Дијамантски алати који могу постићи високу ефикасност, високу стабилност и дуг радни век су незаменљиви и важни алати у савременој ЦНЦ машинској обради.
⑴ Врсте дијамантских алата
① Природни дијамантски алати: Природни дијаманти се користе као алати за сечење стотинама година. Природни монокристални дијамантски алати су фино мљевени како би оштрица била изузетно оштра. Радијус резне ивице може да достигне 0,002 μм, што може постићи ултра-танко сечење. Може да обрађује изузетно високу прецизност радног предмета и изузетно ниску храпавост површине. То је признат, идеалан и незаменљив ултра-прецизан алат за машинску обраду.
② ПЦД дијамантски алати за сечење: Природни дијаманти су скупи. Најраспрострањенији дијамант у обради сечења је поликристални дијамант (ПЦД). Од раних 1970-их, развијен је поликристални дијамант (Полицристауине дијамант, који се назива ПЦД оштрице) припремљен коришћењем технологије синтезе на високим температурама и високим притиском. Након његовог успеха, природни алати за сечење дијаманата су у многим приликама замењени вештачким поликристалним дијамантом. ПЦД сировине су богате изворима, а њихова цена је само неколико до једне десетине цене природног дијаманта. ПЦД алати за сечење се не могу брусити да би се произвели изузетно оштри алати за сечење. Квалитет површине резне ивице и обрађеног радног предмета није тако добар као код природног дијаманта. У индустрији још увек није згодно производити ПЦД ножеве са ломачима струготине. Због тога се ПЦД може користити само за прецизно сечење обојених метала и неметала, а тешко је постићи ултра-високу прецизност. Прецизно сечење огледала.
③ ЦВД дијамантски алати за сечење: Од касних 1970-их до раних 1980-их, ЦВД дијамантска технологија се појавила у Јапану. ЦВД дијамант се односи на употребу хемијског таложења паре (ЦВД) за синтезу дијамантског филма на хетерогеној матрици (као што је цементни карбид, керамика, итд.). ЦВД дијамант има потпуно исту структуру и карактеристике као природни дијамант. Перформансе ЦВД дијаманта су веома сличне онима природног дијаманта. Има предности природног монокристалног дијаманта и поликристалног дијаманта (ПЦД) и у одређеној мери превазилази њихове недостатке.
⑵ Карактеристике перформанси дијамантских алата
① Изузетно висока тврдоћа и отпорност на хабање: Природни дијамант је најтврђа 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 карбидних алата, или чак стотине пута.
② Има веома низак коефицијент трења: коефицијент трења између дијаманта и неких обојених метала је нижи од осталих алата за сечење. Коефицијент трења је низак, деформација током обраде је мала, а сила резања се може смањити.
③ Резна ивица је веома оштра: Резна ивица дијамантског алата може бити веома оштра. Природни монокристални дијамантски алат може бити висок и до 0,002 ~ 0,008 μм, који може да изврши ултра-танко сечење и ултра-прецизну обраду.
④ Висока топлотна проводљивост: Дијамант има високу топлотну проводљивост и топлотну дифузију, тако да се топлота резања лако расипа, а температура резног дела алата је ниска.
⑤ Има нижи 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 високу тачност димензија.
⑶ Примена дијамантских алата
Дијамантски алати се углавном користе за фино сечење и бушење обојених метала и неметалних материјала при великим брзинама. Погодно за обраду различитих неметала отпорних на хабање, као што су стаклопластични прах металургије, керамички материјали, итд.; разни обојени метали отпорни на хабање, као што су разне легуре силицијум-алуминијум; и завршну обраду разних обојених метала.
Недостатак дијамантских алата је лоша термичка стабилност. Када температура резања пређе 700 ℃ ~ 800 ℃, потпуно ће изгубити тврдоћу. Осим тога, нису погодни за сечење црних метала јер дијамант (угљеник) лако реагује са гвожђем на високим температурама. Атомско дејство претвара атоме угљеника у графитну структуру, а алат се лако оштети.
2. Кубни материјал алата од бор нитрида
Кубни бор нитрид (ЦБН), други супертврди материјал синтетизован методом сличном производњи дијаманата, други је после дијаманта у погледу тврдоће и топлотне проводљивости. Има одличну термичку стабилност и може се загрејати до 10.000Ц у атмосфери. Не долази до оксидације. ЦБН има изузетно стабилна хемијска својства за црне метале и може се широко користити у преради челичних производа.
⑴ Врсте алата за сечење са кубним бор нитридом
Кубни бор нитрид (ЦБН) је супстанца која не постоји у природи. Подијељен је на монокристални и поликристални, односно ЦБН монокристални и поликристални кубни бор нитрид (поликристални кубни борнитрид, скраћено ПЦБН). ЦБН је један од алотропа бор нитрида (БН) и има структуру сличну дијаманту.
ПЦБН (поликристални кубни бор нитрид) је поликристални материјал у коме се фини ЦБН материјали синтерују заједно кроз везујуће фазе (ТиЦ, ТиН, Ал, Ти, итд.) под високом температуром и притиском. Тренутно је други најтврђи вештачки синтетизован материјал. Материјал дијамантског алата, заједно са дијамантом, заједнички се назива супертврди материјал алата. ПЦБН се углавном користи за израду ножева или других алата.
ПЦБН алати за сечење се могу поделити на чврсте ПЦБН оштрице и ПЦБН композитне оштрице синтероване карбидом.
ПЦБН композитне оштрице се израђују синтеровањем слоја ПЦБН-а дебљине од 0,5 до 1,0 мм на цементном карбиду добре чврстоће и жилавости. Његове перформансе комбинују добру жилавост са високом тврдоћом и отпорношћу на хабање. Решава проблеме ниске чврстоће на савијање и тешког заваривања ЦБН сечива.
⑵ Главна својства и карактеристике кубног бор нитрида
Иако је тврдоћа кубног бор нитрида нешто нижа 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, достижући температуре изнад 1200°Ц (дијамант је 700-800°Ц). Још једна изузетна предност је то што је хемијски инертан и не реагује са гвожђем на 1200-1300°Ц. реакција. Главне карактеристике перформанси кубног бор нитрида су следеће.
① Висока тврдоћа и отпорност на хабање: ЦБН кристална структура је слична дијаманту, и има сличну тврдоћу и снагу као дијаманти. ПЦБН је посебно погодан за обраду материјала високе тврдоће који су се раније могли само брусити и може постићи бољи квалитет површине радног комада.
② Висока термичка стабилност: Отпорност на топлоту ЦБН може да достигне 1400 ~ 1500 ℃, што је скоро 1 пута више од топлотне отпорности дијаманта (700 ~ 800 ℃). ПЦБН алати могу да секу високотемпературне легуре и каљени челик при великим брзинама 3 до 5 пута већим од карбидних алата.
③ Одлична хемијска стабилност: Нема хемијску интеракцију са материјалима на бази гвожђа до 1200-1300°Ц, и неће се хабати тако оштро као дијамант. У овом тренутку још увек може да одржи тврдоћу цементираног карбида; 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 не може да иде у корак са дијамантом, топлотна проводљивост ПЦБН-а међу различитим материјалима алата је друга после дијаманта и много већа од брзорезног челика и цементног карбида.
⑤ Има нижи коефицијент трења: Низак коефицијент трења може довести до смањења силе сечења током сечења, смањења температуре сечења и побољшања квалитета обрађене површине.
⑶ Примена алата за сечење 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, легуре на високим температурама, цементни карбид и површински материјали за прскање. Прецизност обраде може да достигне ИТ5 (отвор је ИТ6), а вредност храпавости површине може бити само Ра1,25~0,20μм.
Материјал алата од кубног бор нитрида има слабу жилавост и чврстоћу на савијање. Због тога, кубни алати за стругање бор нитрида нису погодни за грубу обраду при малим брзинама и великим ударним оптерећењима; у исто време, нису погодни за сечење материјала високе пластичности (као што су легуре алуминијума, легуре бакра, легуре на бази никла, челици са високом пластичношћу, итд.), јер ће се сечење ових озбиљних нагомиланих ивица појавити приликом рада са металом, погоршавајући обрађену површину.
3. керамичких алатних материјала
Керамички алати за сечење имају карактеристике високе тврдоће, добре отпорности на хабање, одличне отпорности на топлоту и хемијске стабилности и није лако за везивање са металом. Керамички алати играју веома важну улогу у ЦНЦ обради. Керамички алати су постали један од главних 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 алати могу ефикасно да обрађују материјале високе тврдоће које традиционални алати уопште не могу да обрађују, остварујући „окретање уместо брушења“; оптимална брзина резања керамичких алата може бити 2 до 10 пута већа од брзине резања карбидних алата, чиме се значајно побољшава ефикасност резања. ; Главне сировине које се користе у материјалима за керамичке алате су најзаступљенији елементи у земљиној кори. Због тога је промоција и примена керамичких алата од великог значаја за побољшање продуктивности, смањење трошкова обраде и уштеду стратешких племенитих метала. 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
① Висока тврдоћа и добра отпорност на хабање: Иако тврдоћа керамичких алата за сечење није тако висока као ПЦД и ПЦБН, много је већа од тврдоће алата за сечење од карбида и брзог челика, достижући 93-95ХРА. Керамички алати за сечење могу да обрађују материјале високе тврдоће које је тешко обрадити традиционалним алатима за сечење и погодни су за сечење великом брзином и тврдо сечење.
② Отпорност на високе температуре и добра отпорност на топлоту: Керамички алати за сечење и даље могу да секу на високим температурама изнад 1200°Ц. Керамички алати за сечење имају добре механичке особине при високим температурама. А12О3 керамички алати за сечење имају посебно добру отпорност на оксидацију. Чак и ако је резна ивица у усијаном стању, може се користити непрекидно. Због тога, керамички алати могу постићи суво сечење, чиме се елиминише потреба за течношћу за сечење.
③ Добра хемијска стабилност: Керамичке алате за резање није лако спојити са металом, отпорни су на корозију и имају добру хемијску стабилност, што може смањити хабање алата за резање везивања.
④ Низак коефицијент трења: Афинитет између керамичких алата и метала је мали, а коефицијент трења је низак, што може смањити силу резања и температуру резања.
⑶ Керамички ножеви имају примену
Керамика је један од алатних материјала који се углавном користи за брзу завршну и полузавршну обраду. Керамички алати за сечење су погодни за сечење различитих ливених гвожђа (сиви лив, нодуларно гвожђе, ковно гвожђе, расхлађено ливено гвожђе, ливено гвожђе високе легуре отпорно на хабање) и челичних материјала (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.
Својства материјала керамичких алата за сечење имају проблем ниске чврстоће на савијање и слабе ударне жилавости, што их чини неприкладним за сечење при малим брзинама и под ударним оптерећењима.
4. Обложени алатни материјали
Облагање алата за сечење је један од важних начина за побољшање перформанси алата. Појава обложених алата донела је велики напредак у перформансама резног алата. Обложени алати су премазани са једним или више слојева ватросталних једињења са добром отпорношћу на хабање на телу алата са добром жилавошћу. Комбинује матрицу алата са тврдим премазом, чиме се значајно побољшавају перформансе алата. Алати са премазом могу побољшати ефикасност обраде, побољшати тачност обраде, продужити радни век алата и смањити трошкове обраде.
Око 80% алата за сечење који се користе у новим ЦНЦ машинама користе алате са премазом. Алати са премазом ће бити најважнија сорта алата у области ЦНЦ обраде у будућности.
⑴ Врсте обложених алата
Према различитим методама премаза, обложени алати се могу поделити на алате обложене хемијским таложењем (ЦВД) и алате са физичким таложењем паре (ПВД). Обложени карбидни алати за сечење углавном користе метод хемијског таложења паре, а температура таложења је око 1000°Ц. Обложени алати за сечење брзог челика углавном користе методу физичког таложења паром, а температура таложења је око 500°Ц;
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 својствима материјала за премазивање, алати са премазом се могу поделити у две категорије, и то „тврдо“ обложени алати и „меки“ обложени алати. 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 имају „меки“ алати за премазивање је низак коефицијент трења, познат и као самоподмазујући алат, који трење са материјалом радног предмета. Коефицијент је веома низак, само око 0,1, што може смањити приањање, смањити трење и смањити сечење сила и температура резања.
Недавно су развијени алати за сечење нанопремазивањем (Наноеоатинг). Такви обложени алати могу користити различите комбинације материјала за премазивање (као што су метал/метал, метал/керамика, керамика/керамика, итд.) како би испунили различите функционалне и перформансе. Правилно дизајнирани нано премази могу учинити да материјали алата имају одличне функције за смањење трења и против хабања и својства самоподмазивања, што их чини погодним за суво сечење великом брзином.
⑵ Карактеристике обложених резних алата
① Добре механичке и резне перформансе: Обложени алати комбинују одлична својства основног материјала и материјала за премазивање. Они не само да одржавају добру жилавост и високу чврстоћу основног материјала, већ имају и високу тврдоћу, високу отпорност на хабање и низак коефицијент трења. Због тога се брзина резања алата са премазом може повећати за више од 2 пута него код необложених алата, а дозвољене су веће брзине помака. Животни век обложених алата је такође побољшан.
② Снажна свестраност: Алати са премазом имају широку свестраност и значајно проширују опсег обраде. Један обложени алат може заменити неколико необложених алата.
③ Дебљина премаза: Како се дебљина премаза повећава, век трајања алата ће се такође повећати, али када дебљина премаза достигне засићење, век трајања алата се више неће значајно повећавати. Када је премаз превише дебео, лако ће изазвати љуштење; када је премаз превише танак, отпорност на хабање ће бити слаба.
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 предности; када се сече великом брзином, ТиН је погоднији.
⑶Примена обложених резних алата
Алати са премазом имају велики потенцијал у области ЦНЦ обраде и биће најважнија сорта алата у области ЦНЦ обраде у будућности. Технологија премазивања је примењена на крајње глодалице, развртаче, бургије, композитне алате за обраду рупа, плоче за кување зупчаника, глодалице за обликовање зупчаника, глодалице за бријање зупчаника, протеге за формирање и разне машински стегнуте индексне уметке како би се испунили различити захтеви обраде сечења велике брзине. Потребе за материјалима као што су челик и ливено гвожђе, легуре отпорне на топлоту и обојени метали.
5. Карбидни алатни материјали
Алати за сечење од тврдог метала, посебно алати за сечење од тврдог метала, водећи су производи ЦНЦ алата за обраду. Од 1980-их, варијетети разних интегралних и индексних алата за сечење или уметака од карбида су проширени на различите типове. Разноврсна поља алата за сечење, у којима су се алати од тврдог метала који се могу индексирати, проширили од једноставних алата за стругање и чеоних глодалица до разних прецизних, сложених и поља алата за обликовање.
⑴ Врсте алата за сечење од тврдог метала
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 титанијум (ИТ) и додат ретки карбид (ИВ). Сваки од њих има своје предности и мане. Главне компоненте су волфрам карбид (ВЦ) и титанијум карбид. (ТиЦ), тантал карбид (ТаЦ), ниобијум карбид (НбЦ), итд. Најчешће коришћена фаза везивања метала је Цо.
Цементирани карбид на бази титанијума (нитрида) је цементни карбид са ТиЦ као главном компонентом (неки додају друге карбиде или нитриде). Најчешће коришћене фазе везивања метала су Мо и Ни.
ИСО (Међународна организација за стандардизацију) дели карбид за сечење у три категорије:
Класа К, укључујући Кл0 ~ К40, је еквивалентна ИГ класи моје земље (главна компонента је ВЦ.Цо).
П категорија, укључујући П01 ~ П50, је еквивалентна ИТ категорији моје земље (главна компонента је ВЦ.ТиЦ.Цо).
Класа М, укључујући М10~М40, је еквивалентна ИВ класи моје земље (главна компонента је ВЦ-ТиЦ-ТаЦ(НбЦ)-Цо).
Сваки разред представља серију легура у распону од високе тврдоће до максималне жилавости са бројем између 01 и 50.
⑵ Карактеристике перформанси карбидних резних алата
① Висока тврдоћа: Алати за сечење од тврдог метала су направљени од карбида високе тврдоће и тачке топљења (тзв. тврда фаза) и металних везива (названих фаза везивања) путем металургије праха, са тврдоћом од 89 до 93ХРА. , много већи од брзорезног челика. На 5400Ц, тврдоћа и даље може да достигне 82~87ХРА, што је исто као тврдоћа брзорезног челика на собној температури (83~86ХРА). Вредност тврдоће цементираног карбида се мења са природом, количином, величином честица карбида и садржајем металне везне фазе, и генерално опада са повећањем садржаја везивне металне фазе. Када је садржај везивне фазе 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 до 1500 МПа. 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 како се садржај ТиЦ повећава, чврстоћа се смањује. Цементирани карбид је крт 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 зрнасти цементни карбид (као што су ИГ3Кс, ИГ6Кс) има већу тврдоћу и отпорност на хабање од средњезрног карбида са истим садржајем кобалта. Погодан је за обраду неких специјалних тврдих ливених гвожђа, аустенитног нерђајућег челика, легура отпорних на топлоту, легура титанијума, тврде бронзе и изолационих материјала отпорних на хабање итд.
Изванредне предности цементног карбида типа ИТ су висока тврдоћа, добра отпорност на топлоту, већа тврдоћа и чврстоћа на притисак на високим температурама од ИГ типа 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 добра свеобухватна својства. Може се користити за обраду челика, ливеног гвожђа и обојених метала. Ако се садржај кобалта у овој врсти легуре на одговарајући начин повећа, чврстоћа може бити веома висока и може се користити за грубу обраду и прекидно сечење различитих материјала који се тешко обрађују.
6. Алати за резање челика велике брзине
Брзорезни челик (ХСС) је високолегирани алатни челик који додаје 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 алатима за сечење, посебно онима са сложеним облицима сечива, као што су алати за обраду рупа, глодалице, алати за нарезивање навоја, алати за провлачење, алати за сечење зупчаника итд., и даље се користи брзорезни челик. заузимају доминантан положај. Ножеви од брзог челика се лако оштре да би се добиле оштре ивице за сечење.
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 у две категорије: волфрам челик и волфрам-молибден челик. Ова врста брзорезног челика садржи 0,7% до 0,9% (Ц). Према различитом садржају волфрама у челику, може се поделити на волфрам челик са садржајем В од 12% или 18%, волфрам-молибден челик са садржајем В од 6% или 8% и молибден челик са садржајем В од 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, тако да се широко користи у производњи различитих сложених алата.
① Волфрам челик: Типичан разред општенаменског челика од волфрамовог челика велике намене је В18Цр4В, (који се назива В18). Има добре укупне перформансе. Тврдоћа на високој температури на 6000Ц је 48,5ХРЦ и може се користити за производњу различитих сложених алата. Има предности доброг млевења и ниске осетљивости на декарбонизацију, али због високог садржаја карбида, неравномерне расподеле, великих честица и ниске чврстоће и жилавости.
② Волфрам-молибден челик: односи се на брзорезни челик добијен заменом дела волфрама у волфрам челику молибденом. Типични разред волфрам-молибден челика је В6Мо5Цр4В2, (који се назива М2). Честице карбида М2 су фине и уједначене, а његова чврстоћа, жилавост и пластичност при високим температурама су бољи од оних код В18Цр4В. Друга врста волфрам-молибден челика је В9Мо3Цр4В (скраћено В9). Његова термичка стабилност је нешто већа од челика М2, 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 се односи 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, чиме се побољшава његова отпорност на топлоту и отпорност на хабање . Углавном постоје следеће категорије:
① Високоугљенични брзорезни челик. Високоугљенични брзи челик (као што је 95В18Цр4В) има високу тврдоћу на собној температури и високој температури. Погодан је за производњу и обраду обичног челика и ливеног гвожђа, бургија, развртача, славина и глодала са високим захтевима отпорности на хабање или алата за обраду тврђих материјала. Није погодан да издржи велике ударе.
② Челик високе брзине ванадијума. Типични типови, као што је В12Цр4В4Мо, (који се назива ЕВ4), имају садржај В повећан на 3% до 5%, имају добру отпорност на хабање и погодни су за сечење материјала који изазивају велико хабање алата, као што су влакна, тврда гума, пластика , итд., а може се користити и за обраду материјала као што су нерђајући челик, челик високе чврстоће и легуре на високим температурама.
③ Кобалт брзорезни челик. То је супер-тврди брзорезни челик који садржи кобалт. Типични разреди, као што је В2Мо9Цр4ВЦо8, (који се називају М42), имају веома високу тврдоћу. Његова тврдоћа може достићи 69-70ХРЦ. Погодан је за обраду тешко употребљивих челика високе чврстоће отпорних на топлоту, легура на високе температуре, легура титанијума итд. Материјали за обраду: М42 има добру брусност и погодан је за израду прецизних и сложених алата, али није погодан за рад у условима ударног резања.
④ Алуминијумски брзорезни челик. То је супер-тврди брзорезни челик који садржи алуминијум. Типичне класе су, на пример, В6Мо5Цр4В2Ал, (помиње се као 501). Тврдоћа на високим температурама на 6000Ц такође достиже 54ХРЦ. Перформансе сечења су еквивалентне М42. Погодан је за производњу глодала, бургија, развртача, зупчаника и провлачења. итд., који се користи за обраду материјала као што су легирани челик, нерђајући челик, челик високе чврстоће и легуре на високим температурама.
⑤ Азотни супер-тврди брзорезни челик. Типичне класе, као што је В12М03Цр4В3Н, који се називају (В3Н), су супер-тврди брзорезни челици који садрже азот. Тврдоћа, снага и жилавост су еквивалентни М42. Могу се користити као замена за брзорезне челике који садрже кобалт и користе се за сечење при малој брзини тешко обрадивих материјала и брзорезних челика високе прецизности. обрада.
⑶ Топљење брзорезног челика и брзорезног челика из металургије праха
Према различитим производним процесима, брзорезни челик се може поделити на брзорезни челик за топљење и брзи челик за металургију праха.
① Топљење брзог челика: И обични брзорезни челик и брзорезни челик високих перформанси се праве методама топљења. Од њих се праве ножеви кроз процесе као што су топљење, ливење ингота и облагање и ваљање. Озбиљан проблем који се лако јавља приликом топљења брзорезног челика је сегрегација карбида. Тврди и ломљиви карбиди су неравномерно распоређени у брзорезном челику, а зрна су груба (до десетина микрона), што утиче на отпорност на хабање и жилавост алата од брзорезног челика. и негативно утичу на перформансе сечења.
② Брзи челик из металургије праха (ПМ ХСС): Брзи челик металургије праха (ПМ ХСС) је течни челик истопљен у високофреквентној индукционој пећи, атомизован аргоном под високим притиском или чистим азотом, а затим каљен да би се добио финих и једноличних кристала. Структуру (прашак од брзорезног челика), а затим утисните добијени прах у бланко ножа под високом температуром и високим притиском, или прво направите челичну гредицу, а затим је исковајте и умотајте у облик ножа. У поређењу са брзорезним челиком произведеним методом топљења, ПМ ХСС има предности у томе што су зрна карбида фина и уједначена, а чврстоћа, жилавост и отпорност на хабање су знатно побољшани у поређењу са истопљеним брзорезним челиком. У области сложених ЦНЦ алата, ПМ ХСС алати ће се даље развијати и заузимати важну позицију. Типичне класе, као што су Ф15, ФР71, ГФл, ГФ2, ГФ3, ПТ1, ПВН, итд., могу се користити за производњу великих, тешко оптерећених резних алата са великим ударом, као и прецизних алата за сечење.
Принципи за избор материјала за ЦНЦ алате
Тренутно, широко коришћени материјали за ЦНЦ алате углавном укључују дијамантске алате, алате са кубним бор нитридом, керамичке алате, обложене алате, карбидне алате, алате од брзог челика, итд. Постоји много врста материјала за алате, а њихова својства се веома разликују. Следећа табела приказује главне показатеље учинка различитих материјала алата.
Материјали алата за ЦНЦ машинску обраду морају се бирати у складу са предметом који се обрађује и природом обраде. Избор материјала алата треба разумно ускладити са објектом обраде. Усклађивање материјала резног алата и објеката 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. Усклађивање механичких својстава материјала резног алата и предмета обраде
Проблем усклађивања механичких својстава резног алата и предмета обраде углавном се односи на усклађивање параметара механичких својстава као што су чврстоћа, жилавост и тврдоћа алата и материјала радног предмета. Материјали алата са различитим механичким својствима погодни су за обраду различитих материјала радног предмета.
① Редослед тврдоће материјала алата је: дијамантски алат>кубични алат од бор нитрида>керамички алат>волфрам карбид>брзорезни челик.
② Редослед чврстоће на савијање материјала алата је: брзорезни челик > цементирани карбид > керамички алати > дијамантски и кубни алати од бор нитрида.
③ Редослед жилавости материјала алата је: брзорезни челик>волфрам карбид>кубни бор нитрид, дијамантски и керамички алати.
Материјали обрадака високе тврдоће морају се обрадити алатима веће тврдоће. Тврдоћа материјала алата мора бити већа од тврдоће материјала радног предмета, за коју се генерално тражи да буде изнад 60ХРЦ. Што је већа тврдоћа материјала алата, то је боља његова отпорност на хабање. На пример, када се садржај кобалта у цементираном карбиду повећа, његова снага и жилавост се повећавају, а тврдоћа се смањује, што га чини погодним за грубу машинску обраду; када се садржај кобалта смањи, повећава се његова тврдоћа и отпорност на хабање, што га чини погодним за завршну обраду.
Алати са одличним механичким својствима при високим температурама посебно су погодни за брзо сечење. Одличне перформансе на високим температурама керамичких резних алата омогућавају им да секу великом брзином, а дозвољена брзина резања може бити 2 до 10 пута већа од оне код цементног карбида.
2. Усклађивање физичких својстава материјала резног алата са обрађеним објектом
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., су погодни за обрада различитих материјала обрадака. Приликом обраде радних предмета са слабом топлотном проводљивошћу треба користити алатне материјале са бољом топлотном проводљивошћу како би се топлота резања брзо пренела и температура резања могла смањити. Због своје високе топлотне проводљивости и топлотне дифузије, дијамант може лако да одвоји топлоту резања без изазивања великих термичких деформација, што је посебно важно за прецизне алате за машинску обраду који захтевају високу тачност димензија.
① Температура отпорности на топлоту различитих материјала алата: дијамантски алати су 700~8000Ц, ПЦБН алати су 13000~15000Ц, керамички алати су 1100~12000Ц, цементни карбид на бази ТиЦ(Н) је 900~11000Ц, ултра-фине базиран на ВЦ-у зрна Карбид је 800~9000Ц, ХСС је 600~7000Ц.
② Редослед топлотне проводљивости различитих материјала алата: ПЦД>ПЦБН>цементирани карбид на бази ВЦ>цементирани карбид на бази ТиЦ(Н)>ХСС>керамика на бази Си3Н4>керамика на бази А1203.
③ Редослед коефицијената термичког ширења различитих материјала алата је: ХСС>Цементирани карбид на бази ВЦ>ТиЦ(Н)>керамика на бази А1203>ПЦБН>керамика на бази Си3Н4>ПЦД.
④ Редослед отпорности на термички удар различитих материјала алата је: ХСС>Цементирани карбид на бази ВЦ>Керамика на бази Си3Н4>ПЦБН>ПЦД>Цементирани карбид на бази ТиЦ(Н)>Керамика на бази А1203.
3. Усклађивање хемијских својстава материјала резног алата са обрађеним објектом
Проблем усклађивања хемијских својстава материјала резног алата и предмета обраде углавном се односи на усклађивање параметара хемијских перформанси као што су хемијски афинитет, хемијска реакција, дифузија и растварање материјала алата и материјала радног предмета. Алати са различитим материјалима су погодни за обраду различитих материјала радног предмета.
① Отпорност на температуру везивања различитих материјала алата (са челиком) је: ПЦБН>керамика>волфрам карбид>ХСС.
② Температура отпорности на оксидацију различитих материјала алата је: керамика>ПЦБН>волфрам карбид>дијамант>ХСС.
③ Чврстоћа дифузије материјала алата (за челик) је: дијамант>керамика на бази Си3Н4>ПЦБН>керамика на бази А1203. Интензитет дифузије (за титанијум) је: керамика на бази А1203>ПЦБН>СиЦ>Си3Н4>дијамант.
4. Разуман избор материјала за ЦНЦ алате
Уопштено говорећи, ПЦБН, керамички алати, обложени карбидни и карбидни алати на бази ТиЦН су погодни за ЦНЦ обраду црних метала као што је челик; док су ПЦД алати погодни за материјале од обојених метала као што су Ал, Мг, Цу и њихове легуре и Обрада неметалних материјала. У табели испод су наведени неки од материјала радног предмета за које су горњи материјали алата погодни за обраду.
Ксинфа ЦНЦ алати имају карактеристике доброг квалитета и ниске цене. За детаље посетите:
Произвођачи ЦНЦ алата – Кина фабрика и добављачи ЦНЦ алата (кинфатоолс.цом)
Време поста: 01.11.2023
