En bra häst behöver en bra sadel, och avancerad CNC-bearbetningsutrustning används. Om verktygen som används är fel, kommer de att vara värdelösa! Valet av lämpliga verktygsmaterial har stor inverkan på verktygets livslängd, bearbetningseffektivitet, bearbetningskvalitet och bearbetningskostnad. Den här artikeln ger torrvaror om knivkunskap, bokmärke och framåt, låt oss lära oss tillsammans.
01
Verktygsmaterial ska ha grundläggande egenskaper
Valet av verktygsmaterial har stor inverkan på verktygets livslängd, bearbetningseffektivitet, bearbetningskvalitet och bearbetningskostnad. När verktyget skär måste det tåla effekterna av högt tryck, hög temperatur, friktion, stötar och vibrationer. Därför bör verktygsmaterialet ha följande grundläggande egenskaper:
(1) Hårdhet och slitstyrka. Hårdheten på verktygsmaterialet måste vara högre än arbetsstyckets material, vanligtvis över 60HRC. Ju hårdare verktygsmaterialet är, desto bättre slitstyrka.
(2) Styrka och seghet. Verktygsmaterial bör ha hög hållfasthet och seghet för att motstå skärkrafter, stötar och vibrationer och förhindra spröda brott och flisning av verktyg.
(3) Värmebeständighet. Värmebeständigheten hos verktygsmaterialet är bättre, det tål hög skärtemperatur och det har bra oxidationsbeständighet.
(4) Processprestanda och ekonomi. Verktygsmaterial bör ha bra smidesprestanda, värmebehandlingsprestanda, svetsprestanda, slipprestanda, etc., och bör eftersträva ett högt prestanda-prisförhållande.
02
Typer, egenskaper, egenskaper och tillämpningar av skärverktygsmaterial
1. Diamantverktygsmaterial
Diamant är en allotrop av kol, det hårdaste materialet som någonsin hittats i naturen. Diamantverktyg har hög hårdhet, hög slitstyrka och hög värmeledningsförmåga och används i stor utsträckning vid bearbetning av icke-järnmetaller och icke-metalliska material. Särskilt vid höghastighetsskärning av aluminium och kisel-aluminiumlegeringar är diamantverktyg huvudtyperna av skärverktyg som är svåra att ersätta. Diamantverktyg som kan uppnå hög effektivitet, hög stabilitet och bearbetning med lång livslängd är oumbärliga och viktiga verktyg i modern CNC-bearbetning.
⑴ Typer av diamantverktyg
① Naturligt diamantverktyg: Naturligt diamant har använts som skärverktyg i hundratals år. Det naturliga enkristalldiamantverktyget har finslipats och skäreggen kan slipas extremt skarp. Skäreggens radie kan nå 0.002μm, vilket kan realisera ultratunn skärning och kan Det är ett erkänt, idealiskt och oersättligt ultraprecisionsbearbetningsverktyg för bearbetning av extremt hög precision i arbetsstycket och extremt låg ytjämnhet.
② PCD-diamantverktyg: Naturlig diamant är dyrt, och polykristallin diamant (PCD) används ofta vid skärning. Sedan början av 1970-talet utvecklades polykristallin diamant (Polycrystauine diamond, förkortat PCD) Efter framgång har naturliga diamantverktyg ersatts av konstgjorda polykristallina diamanter vid många tillfällen. PCD-råvaror är rika på källor och priset är bara några tiondelar till en tiondel av naturliga diamanter. PCD-verktyg kan inte slipas till extremt skarpa Ytkvaliteten på det bearbetade arbetsstycket är inte lika bra som hos naturlig diamant, och det är inte bekvämt att tillverka PCD-blad med spånbrytare i industrin. Därför kan PCD endast användas för finskärning av icke-järnmetaller och icke-metaller, och det är svårt att uppnå superprecisionsspegelskärning.
③ CVD-diamantverktyg: Från slutet av 1970-talet till början av 1980-talet dök CVD-diamantteknologi upp i Japan. CVD-diamant hänvisar till syntesen av diamantfilm på heterogena substrat (såsom hårdmetall, keramik, etc.) genom kemisk ångavsättning (CVD). CVD diamant har exakt samma struktur och egenskaper som naturlig diamant. Prestanda för CVD-diamanter är mycket nära den för naturlig diamant, och den har fördelarna med naturlig enkristalldiamant och polykristallin diamant (PCD), och övervinner deras brister i viss utsträckning.
⑵ Prestandaegenskaper hos diamantverktyg
① Extremt hög hårdhet och slitstyrka: Naturlig diamant är det hårdaste ämnet som finns i naturen. Diamant har extremt hög slitstyrka. Vid bearbetning av material med hög hårdhet är livslängden för diamantverktyg 10 till 100 gånger den för hårdmetallverktyg, eller till och med hundratals gånger.
② Mycket låg friktionskoefficient: friktionskoefficienten mellan diamant och vissa icke-järnmetaller är lägre än för andra verktyg, friktionskoefficienten är låg, deformationen under bearbetningen är liten och skärkraften kan minskas.
③ Skäreggen är mycket vass: diamantverktygets skäregg kan slipas och det naturliga enkristalldiamantverktyget kan vara så högt som 0.002-0.008μm, vilket kan prestera ultra- tunn skärning och ultraprecisionsbearbetning.
④ Hög värmeledningsförmåga: diamant har hög värmeledningsförmåga och termisk diffusivitet, skärvärmen är lätt att avleda och temperaturen på skärdelen av verktyget är låg.
⑤ Låg värmeutvidgningskoefficient: Den termiska expansionskoefficienten för diamant är flera gånger mindre än den för hårdmetall, och förändringen i verktygsstorlek som orsakas av skärvärme är mycket liten, vilket är särskilt viktigt för precision och ultraprecisionsbearbetning som kräver hög dimensionell noggrannhet.
⑶ Användning av diamantverktyg
Diamantverktyg används mest för finskärning och borrning av icke-järnmetaller och icke-metalliska material med hög hastighet. Den är lämplig för bearbetning av olika slitstarka icke-metaller, såsom FRP-pulvermetallurgiämnen, keramiska material, etc.; olika slitstarka icke-järnmetaller, såsom olika kisel-aluminiumlegeringar; olika icke-järnmetaller efterbehandling bearbetning.
Nackdelen med diamantverktyg är att de har dålig termisk stabilitet. När skärtemperaturen överstiger 700 grader till 800 grader kommer den att förlora sin hårdhet helt; dessutom är den inte lämplig för skärning av järnmetaller, eftersom diamant (kol) är lätt att binda med järn vid höga temperaturer. Atomverkan omvandlar kolatomerna till en grafitstruktur, och verktyget skadas lätt.
2. Verktygsmaterial för kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN), det andra superhårda materialet som syntetiseras med en metod som liknar den för diamant, är näst efter diamant när det gäller hårdhet och värmeledningsförmåga. Den har utmärkt termisk stabilitet och kan värmas upp till 10,000 grader i atmosfären. Oxidation förekommer inte. CBN har extremt stabila kemiska egenskaper för järnmetaller och kan användas i stor utsträckning vid bearbetning av stålprodukter.
⑴ Typer av skärverktyg för kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid (CBN) är ett ämne som inte finns i naturen. Den kan delas in i enkristallin och polykristallin, nämligen CBN-enkristallin och polykristallin kubisk bornitrid (PCBN). CBN är en av isomererna av bornitrid (BN), och dess struktur liknar diamantens.
PCBN (polykristallin kubisk bornitrid) är ett polykristallint material som sintrar fina CBN-material genom en bindningsfas (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) under hög temperatur och högt tryck. Diamantverktygsmaterial, det och diamant kallas tillsammans för superhårt verktygsmaterial. PCBN används främst för att tillverka knivar eller andra verktyg.
PCBN-verktyg kan delas in i inbyggda PCBN-blad och PCBN-kompositblad sintrade med hårdmetall.
PCBN-kompositskär tillverkas genom att sintra ett lager av PCBN med en tjocklek på {{0}},5 till 1,0 mm på en hårdmetall med god hållfasthet och seghet. Dess prestanda har både god seghet och hög hårdhet och slitstyrka. Problemen med låg böjhållfasthet och svetssvårigheter för CBN-skär är lösta.
⑵ Huvudegenskaper och egenskaper hos kubisk bornitrid
Även om hårdheten hos kubisk bornitrid är något sämre än diamant, är den mycket högre än andra material med hög hårdhet. Den enastående fördelen med CBN är att dess termiska stabilitet är mycket högre än för diamant, som kan nå över 1200 grader (700-800 grad för diamant). reaktion. De huvudsakliga prestandaegenskaperna för kubisk bornitrid är följande.
① Hög hårdhet och slitstyrka: CBN-kristallstruktur liknar diamant och har liknande hårdhet och styrka som diamant. PCBN är speciellt lämplig för bearbetning av material med hög hårdhet som endast kunde slipas tidigare och kan få bättre ytkvalitet på arbetsstycken.
② Hög termisk stabilitet: Värmebeständigheten hos CBN kan nå 1400-1500 grad, vilket är nästan 1 gånger högre än diamant (700-800 grad). PCBN-verktyg kan skära högtemperaturlegeringar och härdade stål med en hastighet som är 3 till 5 gånger högre än den för hårdmetallverktyg.
③Utmärkt kemisk stabilitet: Den har ingen kemisk interaktion med järnbaserade material vid 1200-1300 grad , och den kommer inte att slitas ut lika kraftigt som diamant, och den kan fortfarande bibehålla hårdheten hos hårdmetall vid denna tidpunkt; PCBN-verktyg är lämpliga för skärning av härdat ståldelar och kylt gjutjärn, kan användas i stor utsträckning vid höghastighetsskärning av gjutjärn.
④ Bra värmeledningsförmåga: Även om värmeledningsförmågan för CBN inte är lika bra som den för diamant, är värmeledningsförmågan för PCBN näst efter diamant bland olika verktygsmaterial och är mycket högre än den för höghastighetstål och hårdmetall.
⑤ Har en låg friktionskoefficient: en låg friktionskoefficient kan minska skärkraften under skärning, minska skärtemperaturen och förbättra kvaliteten på den bearbetade ytan.
⑶ Verktygsapplikation för kubisk bornitrid
Kubisk bornitrid är lämplig för efterbehandling av olika svårklippta material som härdat stål, hårt gjutjärn, superlegering, hårdlegering och ytspraymaterial. Bearbetningsnoggrannheten kan nå IT5 (hålet är IT6), och ytjämnheten kan vara så liten som Ra1.25-0.20μm.
Det kubiska bornitridverktygsmaterialet har dålig seghet och böjhållfasthet. Därför är svarvverktyg av kubisk bornitrid inte lämpliga för grov bearbetning med låg hastighet och hög slagbelastning; Svår uppbyggd kant kommer att uppstå i fallet med metall, vilket kommer att försämra den bearbetade ytan.
3. Keramiskt knivmaterial
Keramiska knivar har egenskaperna hög hårdhet, bra slitstyrka, utmärkt värmebeständighet och kemisk stabilitet och är inte lätta att binda med metall. Keramiska skärverktyg intar en mycket viktig position inom CNC-bearbetning. Keramiska skärverktyg har blivit ett av de viktigaste skärverktygen för höghastighetsskärning och bearbetning av svårbearbetade material. Keramiska skärverktyg används i stor utsträckning vid höghastighetsskärning, torrskärning, hård skärning och skärning av svårbearbetade material. Keramiska knivar kan effektivt bearbeta höghårda material som traditionella knivar inte kan bearbeta alls, och inser att "ersätta slipning med en bil"; den optimala skärhastigheten för keramiska knivar kan vara 2 till 10 gånger högre än den för hårdmetallknivar, vilket avsevärt förbättrar produktionseffektiviteten för skärande bearbetning. Det huvudsakliga råmaterialet som används i keramiska verktygsmaterial är det vanligaste elementet i jordskorpan. Därför är populariseringen och tillämpningen av keramiska verktyg av stor betydelse för att förbättra produktiviteten, minska bearbetningskostnaderna och spara strategiska ädelmetaller, och kommer också att i hög grad främja utvecklingen av skärteknik. framsteg.
⑴ Typer av keramiska verktygsmaterial
Typerna av keramiska verktygsmaterial kan generellt delas in i tre kategorier: aluminiumoxidbaserad keramik, kiselnitridbaserad keramik och kompositkiselnitrid-aluminiumoxidbaserad keramik. Bland dem är aluminiumoxidbaserade och kiselnitridbaserade keramiska verktygsmaterial de mest använda. Prestanda hos kiselnitridbaserad keramik är överlägsen den hos aluminiumbaserad keramik.
⑵ Prestanda och egenskaper hos keramiska skärverktyg
① Hög hårdhet och bra slitstyrka: Även om hårdheten för keramiska verktyg inte är lika hög som för PCD och PCBN, är den mycket högre än hårdmetall- och höghastighetsstålverktyg och når 93-95HRA. Keramiska verktyg kan bearbeta material med hög hårdhet som är svåra att bearbeta med traditionella verktyg, och är lämpliga för höghastighetsskärning och hård skärning.
② Hög temperaturbeständighet och bra värmebeständighet: Keramiska verktyg kan fortfarande skära vid höga temperaturer över 1200 grader. Keramiska knivar har goda mekaniska egenskaper vid hög temperatur, och oxidationsbeständigheten hos A12O3 keramiska knivar är särskilt bra. Även om skäreggen är i ett glödhett tillstånd kan den användas kontinuerligt. Därför kan keramiska verktyg uppnå torrskärning, vilket kan spara skärvätska.
③ Bra kemisk stabilitet: Keramiska skärverktyg är inte lätta att binda med metall och är korrosionsbeständiga och kemiskt stabila, vilket kan minska bindningsslitaget på skärverktyg.
④ Låg friktionskoefficient: Affiniteten mellan keramiska verktyg och metall är liten, och friktionskoefficienten är låg, vilket kan minska skärkraften och skärtemperaturen.
⑶ Applicering av keramiska knivar
Keramik är ett av verktygsmaterialen som främst används för höghastighetsfinbearbetning och halvfinish. Keramiska skärverktyg är lämpliga för skärning av alla typer av gjutjärn (grått gjutjärn, segjärn, formbart gjutjärn, kylt gjutjärn, höglegerat slitstarkt gjutjärn) och stål (kolkonstruktionsstål, legerat konstruktionsstål, höghållfast stål , högt manganstål, kylt stål etc.), kan också användas för att skära kopparlegeringar, grafit, teknisk plast och kompositmaterial.
Det finns problem med låg böjhållfasthet och dålig slagseghet i prestanda för keramiska skärverktygsmaterial, som inte är lämpliga för skärning under låg hastighet och slagbelastning.
4. Belagt verktygsmaterial
Att belägga verktyget är ett av de viktiga sätten att förbättra verktygets prestanda. Framväxten av belagda skärverktyg har gjort ett stort genombrott i skärande verktygs skärprestanda. Det belagda verktyget är belagt med ett eller flera lager av eldfast sammansättning med god slitstyrka på den tuffare verktygskroppen, som kombinerar verktygssubstratet med den hårda beläggningen, så att verktygets prestanda förbättras avsevärt. Belagda skärverktyg kan förbättra bearbetningseffektiviteten, förbättra bearbetningsnoggrannheten, förlänga verktygets livslängd och minska bearbetningskostnaderna.
Cirka 80 procent av de skärverktyg som används i nya CNC-verktygsmaskiner använder belagda verktyg. Belagda skärverktyg kommer att vara de viktigaste verktygsvarianterna inom området CNC-bearbetning i framtiden.
⑴ Typer av belagda verktyg
Enligt olika beläggningsmetoder kan belagda verktyg delas in i kemisk ångavsättning (CVD) belagda verktyg och fysisk ångavsättning (PVD) belagda verktyg. Belagda hårdmetallverktyg använder vanligtvis kemisk ångavsättning, och deponeringstemperaturen är runt 1000 grader. Belagda höghastighetsstålverktyg använder i allmänhet fysisk ångavsättning, och deponeringstemperaturen är cirka 500 grader;
Beroende på de olika substratmaterialen för belagda verktyg kan belagda verktyg delas in i hårdmetallbelagda verktyg, höghastighetstålbelagda verktyg och belagda verktyg på keramik och superhårda material (diamant och kubisk bornitrid).
Beroende på beläggningsmaterialets beskaffenhet kan belagda verktyg delas in i två kategorier, nämligen "hårda" belagda verktyg och "mjuka" belagda verktyg. De huvudsakliga målen för "hårda" belagda verktyg är hög hårdhet och slitstyrka. Dess främsta fördelar är hög hårdhet och god slitstyrka, typiskt TiC- och TiN-beläggningar. Målet för "mjuka" beläggningsverktyg är en låg friktionskoefficient, även känd som självsmörjande verktyg, och dess friktion med arbetsstyckets material. Koefficienten är mycket låg, bara cirka 0.1, vilket kan minska bindning, minska friktionen, minska skärkraften och skärtemperaturen.
Nanoätningsverktyg har nyligen utvecklats. Detta belagda verktyg kan använda olika kombinationer av olika beläggningsmaterial (som metall/metall, metall/keramik, keramik/keramik, etc.) för att uppfylla olika funktions- och prestandakrav. En korrekt designad nanobeläggning kan göra att verktygsmaterialet har utmärkta antifriktions- och antinötningsfunktioner och självsmörjande egenskaper, vilket är lämpligt för höghastighets torrkapning.
⑵ Egenskaper för belagda verktyg
① Bra mekanisk och skärande prestanda: Det belagda verktyget kombinerar de utmärkta egenskaperna hos basmaterialet och beläggningsmaterialet, vilket inte bara upprätthåller basens goda seghet och höga hållfasthet, utan också har hög hårdhet, hög slitstyrka och lågt slitage beläggningens motstånd. friktionskoefficient. Därför kan skärhastigheten för det belagda verktyget ökas med mer än 2 gånger än för det obelagda verktyget, och en högre matningshastighet tillåts. Belagda verktygslivslängd ökar också.
② Stark mångsidighet: Belagda verktyg har stor mångsidighet och bearbetningsområdet utökas avsevärt. Ett belagt verktyg kan ersätta flera icke-belagda verktyg.
③ Beläggningstjocklek: Med ökningen av beläggningstjockleken kommer verktygslivslängden också att öka, men när beläggningstjockleken når mättnad kommer verktygslivslängden inte längre att öka nämnvärt. När beläggningen är för tjock är det lätt att orsaka flagning; när beläggningen är för tunn är slitstyrkan dålig.
④ Återslipbarhet: Belagda blad har dålig slipbarhet, komplex beläggningsutrustning, höga processkrav och lång beläggningstid.
⑤ Beläggningsmaterial: verktyg med olika beläggningsmaterial har olika skärprestanda. Till exempel: vid skärning med låg hastighet har TiC-beläggning en fördel; vid skärning i hög hastighet är TiN mer lämpligt.
⑶ Applicering av belagda verktyg
Belagda skärverktyg har stor potential inom området CNC-bearbetning och kommer att vara den viktigaste verktygsvarianten inom området CNC-bearbetning i framtiden. Beläggningsteknik har tillämpats på pinnfräsar, brotschar, borrar, bearbetning av sammansatta hål
Skärverktyg, kugghjul, kugghjulsskärare, kuggsaxar, formningsbrickor och olika vändskär för maskinklämmor möter behoven av höghastighetsskärning och bearbetning av olika stål, gjutjärn, värmebeständiga legeringar och icke-järnmetaller.
5. Hårdmetallverktygsmaterial
Hårdmetallskärverktyg, särskilt vändbara hårdmetallskärverktyg, är de ledande produkterna av CNC-bearbetningsverktyg. Sedan 1980-talet har olika integrerade och vändbara hårdmetallskärverktyg eller -klingor utökats till olika Inom området för olika skärverktyg har indexerbara hårdmetallverktyg expanderat från enkla svarvverktyg och planfräsar till olika precisions-, komplexa och formverktygsfält.
⑴ Typer av hårdmetallverktyg
Enligt den huvudsakliga kemiska sammansättningen kan hårdmetall delas in i volframkarbidbaserad hårdmetall och kol (nitrid) titan (TiC(N))-baserad hårdmetall.
Volframkarbidbaserad hårdmetall inkluderar tre typer: volfram-kobolt (YG), volfram-kobolt-titan (YT) och sällsynta karbider (YW), som var och en har sina egna fördelar och nackdelar. Huvudkomponenterna är volframkarbid (WC), titankarbid (TiC), tantalkarbid (TaC), niobkarbid (NbC), etc., och den vanliga metallbindefasen är Co.
Kol(nitrid) titanbaserad hårdmetall är en hårdmetall med TiC som huvudkomponent (vissa andra karbider eller nitrider tillsätts), och de vanligaste metallbindefasema är Mo och Ni.
ISO (International Organization for Standardization) delar in hårdmetall för skärning i tre kategorier:
K-kategori, inklusive Kl0 ~ K40, motsvarar mitt lands YG-kategori (huvudkomponenten är WC.Co).
P-kategorin, inklusive P01~P50, motsvarar mitt lands YT-kategori (består huvudsakligen av WC.TiC.Co).
M-kategorin, inklusive M10~M40, motsvarar mitt lands YW-kategori (huvudkomponenten är WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Varje kvalitet representerar en serie legeringar från hög hårdhet till maximal seghet med siffror mellan 01 och 50.
⑵ Prestandaegenskaper för skärande verktyg i hårdmetall
① Hög hårdhet: Hårdmetallskärverktyg är gjorda av hårdmetall med hög hårdhet och smältpunkt (kallad hård fas) och metallbindemedel (kallad bindningsfas) med pulvermetallurgisk metod, och dess hårdhet når 89-93HRA, mycket högre än höghastighetsstål, vid 5400C, kan hårdheten fortfarande nå 82-87HRA, vilket är samma som för höghastighetsstål vid rumstemperatur (83-86HRA). Hårdhetsvärdet för hårdmetall varierar med arten, kvantiteten, partikelstorleken och innehållet av metallbindningsfasen i karbiden, och minskar i allmänhet med ökningen av bindningsmetallfasinnehållet. När bindefashalten är densamma är hårdheten hos YT-legeringar högre än för YG-legeringar, och legeringarna tillsatta med TaC (NbC) har högre hårdhet vid hög temperatur.
② Böjhållfasthet och seghet: Böjhållfastheten för vanlig hårdmetall ligger i intervallet 900-1500MPa. Ju högre metallbindefasinnehåll, desto högre böjhållfasthet. När bindemedelsinnehållet är detsamma är hållfastheten hos legeringen av YG-typ (WC-Co) högre än för legeringen av YT-typ (WC-TiC-Co), och hållfastheten minskar med ökningen av TiC-halten. Hårdmetall är ett sprött material, och dess slagseghet vid rumstemperatur är endast 1/30 till 1/8 av snabbstål.
⑶ Användning av vanliga hårdmetallskärverktyg
YG-legeringar används främst för bearbetning av gjutjärn, icke-järnmetaller och icke-metalliska material. Finkorniga hårda legeringar (som YG3X, YG6X) har högre hårdhet och slitstyrka än medelkorniga hårda legeringar när kobolthalten är densamma och är lämpliga för bearbetning av något speciellt hårt gjutjärn, austenitiskt rostfritt stål, värmebeständigt legeringar, titanlegering, hård brons och slitstarka isoleringsmaterial m.m.
De enastående fördelarna med YT-hårdmetall är hög hårdhet, bra värmebeständighet, högre hårdhet och tryckhållfasthet vid hög temperatur än YG-typ och bra oxidationsbeständighet. Därför, när kniven måste ha högre värmebeständighet och slitstyrka, bör kvaliteten med högre TiC-innehåll väljas. YT-legeringar är lämpliga för bearbetning av plastmaterial som stål, men inte lämpliga för bearbetning av titanlegeringar och kisel-aluminiumlegeringar.
YW-legering har egenskaperna hos YG- och YT-legeringar och har bra omfattande prestanda. Den kan användas inte bara för bearbetning av stålmaterial, utan också för bearbetning av gjutjärn och icke-järnmetaller. Om kobolthalten höjs på lämpligt sätt kan hållfastheten hos denna typ av legering vara mycket hög, och den kan användas för grovbearbetning och intermittent skärning av olika svårbearbetade material.
6. Höghastighetstålknivar
High Speed Steel (HSS för kort) är ett höglegerat verktygsstål med fler legeringselement som W, Mo, Cr och V tillagda. Höghastighetstål skärverktyg har utmärkt omfattande prestanda när det gäller styrka, seghet och tillverkningsbarhet. I komplexa skärverktyg, särskilt vid tillverkning av hålbearbetningsverktyg, fräsar, gängverktyg, broscher, skärverktyg och andra komplexa skärverktyg, har höghastighetstål fortfarande en dominerande ställning. Höghastighetstålknivar är lätta att slipa skäreggar.
Enligt olika användningsområden kan höghastighetsstål delas in i höghastighetsstål för allmänt ändamål och högpresterande höghastighetsstål.
de
⑴ Allmänna höghastighetstål skärverktyg
de
Höghastighetsstål för allmänna ändamål. Generellt kan det delas in i två typer: volframstål och volframmolybdenstål. Den här typen av höghastighetsstål innehåller tillsats (C) på 0,7 procent till 0,9 procent. Beroende på de olika volframhalterna i stål kan det delas upp i volframstål med 12 procent eller 18 procent W, volfram-molybdenstål med 6 procent eller 8 procent W, och molybdenstål med 2 procent eller ingen W. . Höghastighetsstål för allmänt bruk har en viss hårdhet (63-66HRC) och slitstyrka, hög hållfasthet och seghet, god plasticitet och bearbetningsteknik, så det används i stor utsträckning vid tillverkning av olika komplexa verktyg.
① Volframstål: Den typiska kvaliteten på höghastighetstål av volframstål för allmänt bruk är W18Cr4V, (förkortat W18), som har bra omfattande prestanda. Högtemperaturhårdheten vid 6000C är 48,5HRC och kan användas för att tillverka olika komplexa verktyg. Det har fördelarna med god slipbarhet och låg avkolningskänslighet, men på grund av det höga innehållet av karbider är fördelningen relativt ojämn, partiklarna är stora och styrkan och segheten är inte hög.
② Volfram-molybdenstål: hänvisar till ett höghastighetsstål som erhålls genom att ersätta en del av volframet i volframstålet med molybden. Den typiska kvaliteten på volfram-molybdenstål är W6Mo5Cr4V2, (M2 förkortas). Karbidpartiklarna i M2 är fina och likformiga, och dess styrka, seghet och högtemperaturplasticitet är bättre än W18Cr4V. Ett annat volfram-molybdenstål är W9Mo3Cr4V (förkortat W9), dess termiska stabilitet är något högre än M2-stål, dess böjhållfasthet och seghet är bättre än W6M05Cr4V2, och den har god bearbetbarhet.
⑵ Högpresterande höghastighetstål skärverktyg
de
Högpresterande höghastighetsstål hänvisar till en ny typ av stål som lägger till viss kolhalt, vanadininnehåll och legeringselement som Co och Al till den allmänna sammansättningen av höghastighetstål, och därigenom förbättrar dess värmebeständighet och slitstyrka . Det finns främst följande kategorier:
① Höghastighetstål med hög kolhalt. Höghastighetsstål med hög kolhalt (som 95W18Cr4V), med hög hårdhet vid rumstemperatur och hög temperatur, är lämpligt för tillverkning och bearbetning av vanligt stål och gjutjärn, borrar, brotschar, kranar och fräsar med höga krav på slitstyrka, eller verktyg för bearbetning av hårdare material. Det är inte lämpligt att motstå stora stötar.
de
② Höghastighetstål med hög vanadin. Typiska kvaliteter, såsom W12Cr4V4Mo, (refererad till som EV4), som innehåller V ökat till 3 procent till 5 procent, god slitstyrka, lämplig för skärande material med stort verktygsslitage, såsom fiber, hårdgummi, plast, etc., kan även användas för bearbetning av material som rostfritt stål, höghållfast stål och högtemperaturlegeringar.
de
③ Kobolt höghastighetstål. Det är ett koboltinnehållande superhårt höghastighetsstål, en typisk kvalitet, såsom W2Mo9Cr4VCo8, (M42 förkortat), har en hög hårdhet och dess hårdhet kan nå 69-70HRC. Den är lämplig för bearbetning av höghållfast värmebeständigt stål, högtemperaturlegeringar, titanlegeringar etc. Bearbetningsmaterial, M42 har god slipbarhet och är lämplig för tillverkning av precisions- och komplexa verktyg, men den är inte lämplig för att arbeta under stötskärning betingelser.
④ Höghastighetsstål i aluminium. Den tillhör aluminiuminnehållande superhårt snabbstål, typiska kvaliteter, såsom W6Mo5Cr4V2Al, (förkortat 501), högtemperaturhårdheten når 54HRC vid 6000C, och skärprestandan är likvärdig med M42. Den är lämplig för tillverkning av fräsar, borrar, brotschar, kugghjulsfräsar och broscher. etc., används för att bearbeta material som legerat stål, rostfritt stål, höghållfast stål och superlegering.
de
⑤ Kväve superhårt snabbstål. Typiska kvaliteter, såsom W12M03Cr4V3N, kallad (V3N), är kvävehaltiga superhårda höghastighetsstål. Hårdheten, styrkan och segheten motsvarar M42. bearbetning.
de
(3) Smältande höghastighetsstål och pulvermetallurgiskt höghastighetsstål
Enligt olika tillverkningsprocesser kan höghastighetsstål delas in i smältande höghastighetsstål och pulvermetallurgiskt höghastighetsstål.
de
① Smältning av snabbstål: Både vanligt höghastighetsstål och högpresterande höghastighetsstål tillverkas genom smältning. De görs till knivar genom processer som smältning, götgjutning och plätering och valsning. Det allvarliga problemet som sannolikt kommer att uppstå vid smältning av höghastighetsstål är hårdmetallsegregering. Hårda och spröda karbider är ojämnt fördelade i snabbstål, och kornen är grova (upp till tiotals mikron). och negativa effekter på skärprestanda.
de
② Pulvermetallurgiskt höghastighetsstål (PM HSS): Pulvermetallurgiskt höghastighetsstål (PM HSS) är smält stål som smälts i en högfrekvent induktionsugn, finfördelas med högtrycksargon eller rent kväve, och kyls sedan för att erhålla fint och enhetliga kristaller Mikrostruktur (höghastighetsstålpulver), och tryck sedan det erhållna pulvret till ett knivämne under hög temperatur och högt tryck, eller gör först en stålämne och smide sedan och rulla den till en knivform. Jämfört med det snabba stålet som produceras med smältmetoden har PM HSS följande fördelar: karbidkornen är fina och likformiga, och styrkan, segheten och slitstyrkan är mycket förbättrad jämfört med höghastighetsstålet som produceras genom smältning. Inom området komplexa CNC-verktyg kommer PM HSS-verktyg att vidareutvecklas och spela en viktig roll. Typiska kvaliteter, såsom F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, etc., kan användas för att tillverka stora, kraftiga, slagkraftiga knivar och kan även användas för tillverkning av precisionsknivar.
03
Urvalsprinciper för CNC-verktygsmaterial
För närvarande innehåller de mycket använda CNC-skärverktygsmaterialen främst diamantskärverktyg, skärverktyg för kubisk bornitrid, keramiska skärverktyg, belagda skärverktyg, skärverktyg i hårdmetall och skärverktyg i höghastighetstål.
