Dengan perkembangan sains dan teknologi moden, semakin banyak bahan kejuruteraan dengan kekerasan tinggi digunakan, manakala teknologi putar tradisional tidak cekap atau tidak dapat mencapai pemprosesan beberapa bahan kekerasan tinggi sama sekali.Karbida bersalut, seramik, PCBN dan bahan alat superhard lain mempunyai kekerasan suhu tinggi yang tinggi, rintangan haus dan kestabilan termokimia, yang menyediakan prasyarat paling asas untuk pemotongan bahan kekerasan tinggi, dan telah mencapai faedah yang ketara dalam pengeluaran.Bahan yang digunakan oleh alat superhard dan struktur alat serta parameter geometri adalah elemen asas untuk merealisasikan pusingan keras.Oleh itu, cara memilih bahan alat superhard dan mereka bentuk struktur alat yang munasabah dan parameter geometri adalah penting untuk mencapai pusingan keras yang stabil!
(1) Karbida bersimen bersalut
Sapukan satu atau lebih lapisan TiN, TiCN, TiAlN dan Al3O2 dengan rintangan haus yang baik pada alat karbida bersimen dengan keliatan yang baik, dan ketebalan salutan ialah 2-18 μ m.Salutan biasanya mempunyai kekonduksian terma yang jauh lebih rendah daripada substrat alat dan bahan bahan kerja, yang melemahkan kesan haba substrat alat;Sebaliknya, ia boleh meningkatkan geseran dan lekatan secara berkesan dalam proses pemotongan dan mengurangkan penjanaan haba pemotongan.
Walaupun salutan PVD menunjukkan banyak kelebihan, beberapa salutan seperti Al2O3 dan berlian cenderung menggunakan teknologi salutan CVD.Al2O3 adalah sejenis salutan dengan rintangan haba yang kuat dan rintangan pengoksidaan, yang boleh memisahkan haba yang dihasilkan dengan memotong dari alat tertentu.Teknologi salutan CVD juga boleh mengintegrasikan kelebihan pelbagai salutan untuk mencapai kesan pemotongan terbaik dan memenuhi keperluan pemotongan.
Berbanding dengan alat karbida bersimen, alat karbida bersalut bersalut telah bertambah baik dalam kekuatan, kekerasan dan rintangan haus.Apabila memusing bahan kerja dengan kekerasan HRC45~55, karbida bersalut bersalut kos rendah boleh merealisasikan pusingan berkelajuan tinggi.Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa pengeluar telah meningkatkan prestasi alat bersalut dengan menambah baik bahan salutan dan kaedah lain.Sebagai contoh, sesetengah pengeluar di Amerika Syarikat dan Jepun menggunakan bahan salutan AlTiN Swiss dan teknologi salutan baharu yang dipatenkan untuk menghasilkan bilah bersalut dengan kekerasan setinggi HV4500~4900, yang boleh memotong keluli mati HRC47~58 pada kelajuan 498.56m/min .Apabila suhu pusingan adalah sehingga 1500~1600 ° C, kekerasan masih tidak berkurangan dan tidak teroksida.Hayat perkhidmatan bilah adalah empat kali ganda daripada bilah bersalut umum, manakala kosnya hanya 30%, dan lekatannya baik.
(2) Bahan seramik
Dengan penambahbaikan berterusan komposisi, struktur dan proses menekannya, terutamanya pembangunan nanoteknologi, bahan alat seramik memungkinkan untuk menguatkan alat seramik.Dalam masa terdekat, seramik boleh menyebabkan revolusi ketiga dalam pemotongan selepas keluli berkelajuan tinggi dan karbida bersimen.Alat seramik mempunyai kelebihan kekerasan tinggi (HRA91~95), kekuatan tinggi (kekuatan lentur 750~1000MPa), rintangan haus yang baik, kestabilan kimia yang baik, rintangan lekatan yang baik, pekali geseran yang rendah dan harga yang rendah.Bukan itu sahaja, alat seramik juga mempunyai kekerasan suhu tinggi yang tinggi, yang mencapai HRA80 pada 1200 ° C.
Semasa pemotongan biasa, alat seramik mempunyai ketahanan yang sangat tinggi, dan kelajuan pemotongannya boleh 2~5 kali lebih tinggi daripada karbida bersimen.Ia amat sesuai untuk pemesinan bahan kekerasan tinggi, kemasan dan pemesinan berkelajuan tinggi.Ia boleh memotong pelbagai keluli keras dan besi tuang yang dikeraskan dengan kekerasan sehingga HRC65.Yang biasa digunakan ialah seramik berasaskan alumina, seramik berasaskan silikon nitrida, sermet dan seramik dikeraskan misai.
Alat seramik berasaskan alumina mempunyai kekerasan merah yang lebih tinggi daripada karbida bersimen.Secara amnya, canggih tidak akan menghasilkan ubah bentuk plastik di bawah keadaan pemotongan berkelajuan tinggi, tetapi kekuatan dan keliatannya sangat rendah.Untuk meningkatkan keliatan dan rintangan hentaman, campuran ZrO atau TiC dan TiN boleh ditambah.Kaedah lain ialah menambah misai logam tulen atau silikon karbida.Selain kekerasan merah yang tinggi, seramik berasaskan silikon nitrida juga mempunyai keliatan yang baik.Berbanding dengan seramik berasaskan alumina, kelemahannya ialah ia adalah mudah untuk menghasilkan resapan suhu tinggi apabila pemesinan keluli, yang memburukkan lagi haus alatan.Seramik berasaskan silikon nitrida digunakan terutamanya untuk memusing dan mengisar besi tuang kelabu.
Cermet ialah sejenis bahan berasaskan karbida, di mana TiC ialah fasa keras utama (0.5-2 μm) Ia digabungkan dengan pengikat Co atau Ti dan serupa dengan alat karbida bersimen, tetapi ia mempunyai pertalian rendah, geseran yang baik dan baik. rintangan haus.Ia boleh menahan suhu pemotongan yang lebih tinggi daripada karbida bersimen konvensional, tetapi ia tidak mempunyai rintangan hentaman karbida bersimen, keliatan semasa pemotongan berat dan kekuatan pada kelajuan rendah dan suapan besar.
(3) Boron nitrida padu (CBN)
CBN adalah yang kedua selepas berlian dalam kekerasan dan rintangan haus, dan mempunyai kekerasan suhu tinggi yang sangat baik.Berbanding dengan seramik, rintangan haba dan kestabilan kimianya sedikit lemah, tetapi kekuatan hentaman dan prestasi anti-penghancurannya lebih baik.Ia digunakan secara meluas untuk pemotongan keluli keras (HRC ≥ 50), besi tuang kelabu mutiara, besi tuang sejuk dan aloi super.Berbanding dengan alat karbida bersimen, kelajuan pemotongannya boleh ditingkatkan dengan satu urutan magnitud.
Alat boron nitrida padu polihabluran komposit (PCBN) dengan kandungan CBN yang tinggi mempunyai kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang baik, kekuatan mampatan yang tinggi dan keliatan impak yang baik.Kelemahannya ialah kestabilan terma yang lemah dan lengai kimia yang rendah.Ia sesuai untuk memotong aloi tahan haba, besi tuang dan logam tersinter berasaskan besi.Kandungan zarah CBN dalam alat PCBN adalah rendah, dan kekerasan alat PCBN menggunakan seramik sebagai pengikat adalah rendah, tetapi ia mengimbangi kestabilan haba yang lemah dan inersia kimia rendah bahan bekas, dan sesuai untuk memotong keluli yang dikeraskan.
Apabila memotong besi tuang kelabu dan keluli keras, alat seramik atau alat CBN boleh dipilih.Atas sebab ini, analisis kos-faedah dan kualiti pemprosesan perlu dijalankan untuk menentukan yang mana satu untuk dipilih.Apabila kekerasan pemotongan lebih rendah daripada HRC60 dan kadar suapan kecil diterima pakai, alat seramik adalah pilihan yang lebih baik.Alat PCBN sesuai untuk memotong bahan kerja dengan kekerasan lebih tinggi daripada HRC60, terutamanya untuk pemesinan automatik dan pemesinan ketepatan tinggi.Di samping itu, tegasan sisa pada permukaan bahan kerja selepas pemotongan dengan alat PCBN juga agak stabil berbanding dengan alat seramik dalam keadaan haus rusuk yang sama.
Apabila menggunakan alat PCBN untuk mengeringkan keluli keras yang dipotong, prinsip berikut juga harus diikuti: pilih kedalaman pemotongan yang besar sejauh mungkin di bawah syarat ketegaran alat mesin membenarkan, supaya haba yang dihasilkan di kawasan pemotongan boleh melembutkan. logam di bahagian hadapan tepi secara tempatan, yang boleh mengurangkan haus alat PCBN dengan berkesan.Di samping itu, apabila menggunakan kedalaman pemotongan yang kecil, ia juga harus dipertimbangkan bahawa kekonduksian terma yang lemah dari alat PCBN boleh membuat haba di kawasan pemotongan terlalu lewat untuk meresap, dan kawasan ricih juga boleh menghasilkan kesan pelembutan logam yang jelas, Kurangkan haus canggih.
2. Struktur bilah dan parameter geometri alatan superhard
Penentuan munasabah bentuk dan parameter geometri alat adalah sangat penting untuk memberikan permainan penuh kepada prestasi pemotongan alat.Dari segi kekuatan alat, kekuatan hujung alat pelbagai bentuk bilah dari tinggi ke rendah ialah: bulat, 100 ° berlian, persegi, 80 ° berlian, segitiga, 55 ° berlian, 35 ° berlian.Selepas bahan bilah dipilih, bentuk bilah dengan kekuatan tertinggi hendaklah dipilih.Bilah pusingan keras juga harus dipilih sebesar mungkin, dan pemesinan kasar harus dilakukan dengan bilah jejari lengkok bulat dan besar.Jejari lengkok hujung adalah kira-kira 0.8 apabila menamatkan μ Kira-kira m.
Cip keluli yang keras adalah reben merah dan lembut, dengan kerapuhan yang hebat, mudah pecah dan tidak mengikat.Permukaan pemotongan keluli yang dikeraskan adalah berkualiti tinggi dan secara amnya tidak menghasilkan pengumpulan cip, tetapi daya pemotongan adalah besar, terutamanya daya pemotongan jejari lebih besar daripada daya pemotongan utama.Oleh itu, alat harus menggunakan sudut hadapan negatif (pergi ≥ - 5 °) dan sudut belakang yang besar (ao=10°~15°).Sudut pesongan utama bergantung pada ketegaran alat mesin, secara amnya 45 °~60 °, untuk mengurangkan perbualan bahan kerja dan alat.
Masa siaran: Feb-24-2023