Для хорошого коня потрібне хороше сідло, і використовується передове обладнання з ЧПК. Якщо використані неправильні інструменти, це буде марно! Вибір відповідних інструментальних матеріалів має великий вплив на термін служби інструменту, ефективність обробки, якість обробки та вартість обробки. Ця стаття містить суху продукцію про знання ножа, закладки та вперед, давайте вчитися разом.
01
Інструментальні матеріали повинні мати основні властивості
Вибір інструментального матеріалу має великий вплив на термін служби інструменту, ефективність обробки, якість обробки та вартість обробки. Під час різання інструмент повинен витримувати вплив високого тиску, високої температури, тертя, ударів і вібрації. Отже, інструментальний матеріал повинен мати такі основні властивості:
(1) Твердість і зносостійкість. Твердість матеріалу інструменту має бути вищою, ніж матеріал заготовки, як правило, вище 60HRC. Чим твердіший матеріал інструменту, тим краща зносостійкість.
(2) Міцність і міцність. Інструментальні матеріали повинні мати високу міцність і ударну в'язкість, щоб протистояти силам різання, ударам і вібрації, а також запобігати крихкому руйнуванню і сколу інструментів.
(3) Термостійкість. Термостійкість матеріалу інструменту краща, він може витримувати високу температуру різання та має хорошу стійкість до окислення.
(4) Продуктивність та економічність процесу. Інструментальні матеріали повинні мати хороші показники кування, термообробки, зварювання, шліфування тощо, а також повинні прагнути до високого співвідношення продуктивності та ціни.
02
Види, властивості, характеристики та застосування матеріалів різального інструменту
1. Матеріал алмазного інструменту
Алмаз — це алотроп вуглецю, найтвердіший матеріал, який коли-небудь зустрічався в природі. Алмазний інструмент має високу твердість, високу зносостійкість і високу теплопровідність, і широко використовується в обробці кольорових металів і неметалевих матеріалів. Особливо при високошвидкісному різанні алюмінію та кремнієво-алюмінієвих сплавів алмазні інструменти є основними типами ріжучих інструментів, які важко замінити. Алмазні інструменти, які можуть досягти високої ефективності, високої стабільності та довговічності обробки, є незамінними та важливими інструментами в сучасній обробці з ЧПК.
⑴ Види алмазного інструменту
① Інструмент із натурального алмазу: натуральний алмаз використовувався як ріжучий інструмент протягом сотень років. Інструмент з натурального монокристалічного алмазу був тонко відшліфований, і ріжучу кромку можна відточити надзвичайно гостро. Радіус ріжучої кромки може сягати 0,002 мкм, що дозволяє реалізувати надтонке різання та може. Це визнаний, ідеальний і незамінний надточний інструмент для обробки заготовок із надзвичайно високою точністю та надзвичайно низькою шорсткістю поверхні.
② Алмазний інструмент PCD: природний алмаз дорогий, а полікристалічний алмаз (PCD) широко використовується для різання. З початку 1970-х років було розроблено полікристалічний алмаз (скорочено Polycrystauine diamond, PCD). Після успіху природні алмазні інструменти у багатьох випадках замінювалися штучними полікристалічними алмазами. Сировина PCD багата на джерела, і її ціна становить лише кілька десятих до однієї десятої природного алмазу. Інструменти PCD не можуть бути заточені до надзвичайно гострої поверхні. Якість поверхні обробленої заготовки не така висока, як у природного алмазу, і в промисловості незручно виготовляти леза PCD зі стружколомами. Таким чином, PCD можна використовувати лише для тонкого різання кольорових металів і неметалів, і важко досягти надточності дзеркального різання.
③ Алмазний інструмент CVD: з кінця 1970-х до початку 1980-х років алмазна технологія CVD з’явилася в Японії. CVD-алмаз відноситься до синтезу алмазної плівки на гетерогенних підкладках (таких як цементований карбід, кераміка тощо) шляхом хімічного осадження з парової фази (CVD). Алмаз CVD має точно таку ж структуру та характеристики, що й природний алмаз. Ефективність CVD-алмазу дуже близька до природного алмазу, і вона має переваги природного монокристалічного алмазу та полікристалічного алмазу (PCD) і певною мірою усуває їхні недоліки.
⑵ Експлуатаційні характеристики алмазного інструменту
① Надзвичайно висока твердість і зносостійкість: природний алмаз є найтвердішою речовиною в природі. Алмаз має надзвичайно високу зносостійкість. При обробці матеріалів високої твердості термін служби алмазних інструментів у 10-100 разів перевищує термін служби твердосплавних інструментів, а то й у сотні разів.
② Дуже низький коефіцієнт тертя: коефіцієнт тертя між алмазом і деякими кольоровими металами нижчий, ніж у інших інструментів, коефіцієнт тертя низький, деформація під час обробки невелика, і силу різання можна зменшити.
③ Ріжуча кромка є дуже гострою: ріжучу кромку алмазного інструменту можна заточити, а природний монокристалічний алмазний інструмент може мати висоту 0.002-0.008 мкм, що може виконувати ультра- тонке різання та надточна обробка.
④ Висока теплопровідність: алмаз має високу теплопровідність і температуропровідність, тепло від різання легко розсіюється, а температура ріжучої частини інструменту низька.
⑤ Низький коефіцієнт теплового розширення: коефіцієнт теплового розширення алмазу в кілька разів менший, ніж у цементованого карбіду, і зміна розміру інструменту, спричинена нагріванням різання, дуже мала, що особливо важливо для точної та надточної обробки, яка вимагає високих точність розмірів.
⑶ Застосування алмазного інструменту
Алмазний інструмент в основному використовується для тонкого різання і розточування кольорових металів і неметалевих матеріалів на високій швидкості. Він підходить для обробки різних зносостійких неметалів, таких як заготовки порошкової металургії FRP, керамічні матеріали тощо; різні зносостійкі кольорові метали, наприклад різні кремнієво-алюмінієві сплави; різна фінішна обробка кольорових металів.
Недоліком алмазного інструменту є погана термічна стійкість. Коли температура різання перевищує 700 градусів до 800 градусів, він повністю втратить свою твердість; крім того, він не підходить для різання чорних металів, тому що алмаз (вуглець) легко зв'язується із залізом при високих температурах. Атомна дія перетворює атоми вуглецю на структуру графіту, і інструмент легко пошкодити.
2. Інструментальний матеріал із кубічного нітриду бору
Кубічний нітрид бору (CBN), другий надтвердий матеріал, синтезований методом, подібним до алмазу, поступається лише алмазу за твердістю та теплопровідністю. Він має чудову термічну стабільність і може нагріватися до 10, 000 градусів в атмосфері. Окислення не відбувається. CBN має надзвичайно стабільні хімічні властивості для чорних металів і може широко використовуватися в обробці сталевих виробів.
⑴ Типи ріжучих інструментів з кубічного нітриду бору
Кубічний нітрид бору (CBN) — речовина, якої не існує в природі. Його можна розділити на монокристалічний і полікристалічний, а саме монокристал CBN і полікристалічний кубічний нітрид бору (PCBN). CBN є одним із ізомерів нітриду бору (BN), і його структура схожа на структуру алмазу.
PCBN (полікристалічний кубічний нітрид бору) — це полікристалічний матеріал, який спікає дрібні CBN матеріали через фазу зв’язування (TiC, TiN, Al, Ti тощо) під високою температурою та високим тиском. Алмазний інструментальний матеріал, його та алмаз спільно називають надтвердим інструментальним матеріалом. PCBN в основному використовується для виготовлення ножів та інших інструментів.
Інструменти з PCBN можна розділити на інтегральні леза PCBN і композитні леза PCBN, спечені з цементованим карбідом.
Композитні вставки PCBN виготовляються шляхом спікання шару PCBN товщиною {{0}}.5–1,0 мм на цементованому карбіді з хорошою міцністю та в’язкістю. Його продуктивність має як хорошу міцність, так і високу твердість і зносостійкість. Вирішено проблеми низької міцності на вигин і труднощі зварювання вставок CBN.
⑵ Основні властивості та характеристики кубічного нітриду бору
Незважаючи на те, що твердість кубічного нітриду бору трохи поступається алмазу, вона набагато вище, ніж у інших високотвердих матеріалів. Визначною перевагою CBN є те, що його термічна стабільність набагато вища, ніж у алмазу, який може досягати вище 1200 градусів (700-800 градусів для алмазу). реакція. Основні експлуатаційні характеристики кубічного нітриду бору наступні.
① Висока твердість і зносостійкість: кристалічна структура CBN схожа на алмаз, і має подібні до алмазу твердість і міцність. PCBN особливо підходить для обробки матеріалів високої твердості, які раніше можна було тільки шліфувати, і може отримати кращу якість поверхні заготовок.
② Висока термічна стабільність: термостійкість CBN може досягати 1400-1500 градуса, що майже в 1 раз вище, ніж у алмазу (700-800 ступеня). Інструменти PCBN можуть різати високотемпературні сплави та загартовані сталі зі швидкістю в 3-5 разів вищою, ніж інструменти з твердого сплаву.
③Відмінна хімічна стабільність: він не має хімічної взаємодії з матеріалами на основі заліза на рівні 1200-1300, і він не зношується так різко, як алмаз, і все ще може зберігати твердість цементованого карбіду в цей час; Інструменти PCBN підходять для різання деталей із загартованої сталі та охолодженого чавуну, можуть широко використовуватись у високошвидкісному різанні чавуну.
④ Хороша теплопровідність: хоча теплопровідність CBN не така висока, як у алмазу, теплопровідність PCBN є другою після алмазу серед різних інструментальних матеріалів і набагато вища, ніж у швидкорізальної сталі та твердого сплаву.
⑤ Має низький коефіцієнт тертя: низький коефіцієнт тертя може зменшити силу різання під час різання, знизити температуру різання та покращити якість обробленої поверхні.
⑶ Застосування інструменту з кубічного нітриду бору
Кубічний нітрид бору підходить для обробки різних матеріалів, які важко різати, таких як загартована сталь, твердий чавун, суперсплав, твердий сплав і матеріали для напилення поверхні. Точність обробки може досягати IT5 (отвір IT6), а шорсткість поверхні може бути лише Ra1.25-0.20 мкм.
Інструментальний матеріал із кубічного нітриду бору має низьку міцність і міцність на вигин. Тому токарні інструменти з кубічного нітриду бору не підходять для грубої обробки з низькою швидкістю і високим ударним навантаженням; У випадку з металом з’являться сильні нарощені кромки, що погіршить оброблену поверхню.
3. Матеріал керамічного ножа
Керамічні ножі мають такі характеристики, як висока твердість, хороша зносостійкість, чудова термостійкість і хімічна стабільність, і їх непросто склеїти з металом. Керамічні ріжучі інструменти займають дуже важливе місце в обробці з ЧПУ. Керамічні ріжучі інструменти стали одними з основних ріжучих інструментів для високошвидкісного різання та обробки важкооброблюваних матеріалів. Керамічні ріжучі інструменти широко використовуються для високошвидкісного різання, сухого різання, жорсткого різання та різання важкооброблюваних матеріалів. Керамічні ножі можуть ефективно обробляти високотверді матеріали, які традиційні ножі взагалі не можуть обробляти, і реалізувати «заміну шліфування машиною»; оптимальна швидкість різання керамічних ножів може бути в 2-10 разів вищою, ніж у ножів з цементованого карбіду, що значно підвищує ефективність обробки різання. Основна сировина, яка використовується для виробництва керамічних інструментальних матеріалів, є найпоширенішим елементом у земній корі. Тому популяризація та застосування керамічних інструментів має велике значення для підвищення продуктивності, зниження витрат на обробку та збереження стратегічних дорогоцінних металів, а також значно сприятиме розвитку технології різання. прогрес.
⑴ Види керамічних інструментальних матеріалів
Типи керамічних інструментальних матеріалів загалом можна розділити на три категорії: кераміка на основі оксиду алюмінію, кераміка на основі нітриду кремнію та композитна кераміка на основі нітриду кремнію та оксиду алюмінію. Серед них найбільш широко використовуються керамічні інструментальні матеріали на основі оксиду алюмінію та нітриду кремнію. Ефективність кераміки на основі нітриду кремнію краща, ніж у кераміки на основі оксиду алюмінію.
⑵ Продуктивність і характеристики керамічних ріжучих інструментів
① Висока твердість і хороша зносостійкість: хоча твердість керамічних інструментів не така висока, як у PCD і PCBN, вона набагато вища, ніж у інструментів із цементованого твердого сплаву та швидкорізальної сталі, досягаючи 93-95HRA. Керамічні інструменти можуть обробляти матеріали високої твердості, які важко обробляти традиційними інструментами, і підходять для високошвидкісного різання та жорсткого різання.
② Стійкість до високих температур і хороша термостійкість: керамічні інструменти можуть різати при високих температурах вище 1200 градусів. Керамічні ножі мають хороші високотемпературні механічні властивості, а стійкість до окислення керамічних ножів A12O3 особливо хороша. Навіть якщо ріжуча кромка знаходиться в розпеченому стані, її можна використовувати постійно. Таким чином, керамічні інструменти можуть досягати сухого різання, що може заощадити ріжучу рідину.
③ Хороша хімічна стабільність: Керамічні ріжучі інструменти важко з’єднати з металом, вони стійкі до корозії та хімічно стабільні, що може зменшити зношування ріжучих інструментів.
④ Низький коефіцієнт тертя: спорідненість між керамічними інструментами та металом невелика, а коефіцієнт тертя низький, що може зменшити силу різання та температуру різання.
⑶ Застосування керамічних ножів
Кераміка є одним із інструментальних матеріалів, які в основному використовуються для високошвидкісної обробки та напівобробки. Керамічні ріжучі інструменти підходять для різання всіх видів чавуну (сірого чавуну, ковкого чавуну, ковкого чавуну, охолодженого чавуну, високолегованого зносостійкого чавуну) і сталі (вуглецевої конструкційної сталі, легованої конструкційної сталі, високоміцної сталі). , сталь з високим вмістом марганцю, загартована сталь тощо), також можна використовувати для різання мідних сплавів, графіту, конструкційних пластмас і композитних матеріалів.
Існують проблеми низької міцності на вигин і поганої ударної в'язкості в продуктивності матеріалів керамічного ріжучого інструменту, які не підходять для різання при низькій швидкості та ударному навантаженні.
4. Матеріал інструменту з покриттям
Нанесення покриття на інструмент є одним із важливих способів поліпшення його роботи. Поява ріжучих інструментів з покриттям зробила великий прорив у продуктивності ріжучих інструментів. Інструмент з покриттям покритий одним або декількома шарами вогнетривкої суміші з хорошою зносостійкістю на міцнішому корпусі інструменту, який поєднує основу інструмента з твердим покриттям, завдяки чому продуктивність інструменту значно покращується. Ріжучі інструменти з покриттям можуть покращити ефективність обробки, підвищити точність обробки, подовжити термін служби інструменту та зменшити витрати на обробку.
Близько 80 відсотків ріжучих інструментів, які використовуються в нових верстатах з ЧПК, використовують інструменти з покриттям. Ріжучі інструменти з покриттям будуть найважливішими різновидами інструментів у сфері обробки з ЧПК у майбутньому.
⑴ Типи інструментів з покриттям
Відповідно до різних методів покриття, інструменти з покриттям можна розділити на інструменти з покриттям хімічним осадженням з парової фази (CVD) і інструменти з покриттям фізичного осадження з парової фази (PVD). Інструменти з твердого сплаву з покриттям зазвичай використовують хімічне осадження з парової фази, а температура осадження становить близько 1000 градусів. Інструменти з високошвидкісної сталі з покриттям зазвичай використовують фізичне осадження з парової фази, а температура осадження становить близько 500 градусів;
Відповідно до різних матеріалів підкладки інструментів з покриттям, інструменти з покриттям можна розділити на інструменти з твердосплавним покриттям, інструменти з покриттям зі швидкорізальної сталі та інструменти з покриттям на кераміці та надтвердих матеріалах (алмаз і кубічний нітрид бору).
Відповідно до природи матеріалу покриття інструменти з покриттям можна розділити на дві категорії, а саме інструменти з «твердим» покриттям та інструменти з «м’яким» покриттям. Основними цілями, які переслідують інструменти з «твердим» покриттям, є висока твердість і зносостійкість. Його головними перевагами є висока твердість і хороша зносостійкість, як правило, покриття TiC і TiN. Метою, яку переслідують інструменти з «м’яким» покриттям, є низький коефіцієнт тертя, також відомий як самозмащувальні інструменти, і його тертя об матеріал заготовки. Коефіцієнт дуже низький, лише близько 0.1, що може зменшити склеювання, зменшити тертя, зменшити силу різання та температуру різання.
Нещодавно були розроблені інструменти для наноїдіння. Цей інструмент із покриттям може використовувати різні комбінації різних матеріалів покриття (таких як метал/метал, метал/кераміка, кераміка/кераміка тощо), щоб відповідати різним функціональним вимогам і вимогам до продуктивності. Правильно сконструйоване нанопокриття може надати інструментальному матеріалу відмінні антифрикційні та протизносні функції та властивості самозмащення, що підходить для високошвидкісного сухого різання.
⑵ Характеристики інструментів з покриттям
① Хороша механічна та ріжуча продуктивність: інструмент із покриттям поєднує в собі чудові властивості основного матеріалу та матеріалу покриття, який не тільки підтримує хорошу в’язкість і високу міцність основи, але також має високу твердість, високу зносостійкість і низький рівень зносу. стійкість покриття. коефіцієнт тертя. Таким чином, швидкість різання інструмента з покриттям може бути збільшена більш ніж у 2 рази, ніж у інструмента без покриття, і допускається більша швидкість подачі. Термін служби інструменту з покриттям також збільшується.
② Висока універсальність: інструменти з покриттям мають широку універсальність, а діапазон обробки значно розширений. Один інструмент із покриттям може замінити декілька інструментів без покриття.
③ Товщина покриття: зі збільшенням товщини покриття ресурс інструменту також збільшиться, але коли товщина покриття досягне насичення, термін служби інструменту значно не збільшиться. Коли покриття занадто товсте, легко викликати відшарування; коли покриття занадто тонке, зносостійкість погана.
④ Можливість повторного шліфування: леза з покриттям погано піддаються повторному шліфуванню, мають складне обладнання для нанесення покриття, високі вимоги до процесу та тривалий час нанесення покриття.
⑤ Матеріал покриття: інструменти з різними матеріалами покриття мають різну ефективність різання. Наприклад: при різанні на низькій швидкості покриття TiC має перевагу; при різанні на високій швидкості більше підходить TiN.
⑶ Нанесення інструментів з покриттям
Ріжучі інструменти з покриттям мають великий потенціал у сфері обробки з ЧПК і в майбутньому стануть найважливішим різновидом інструментів у сфері обробки з ЧПК. Технологія нанесення покриттів застосовувалася до кінцевих фрез, розгорток, свердел, обробки складних отворів
Ріжучі інструменти, зубофрези, зуборізки, зубостружки, формувальні протяжки та різні змінні вставки для машинних затискачів відповідають потребам високошвидкісного різання та обробки різних сталей, чавунів, жароміцних сплавів і кольорових металів.
5. Матеріал твердосплавного інструменту
Твердосплавні ріжучі інструменти, особливо змінні твердосплавні ріжучі інструменти, є провідними продуктами інструментів для обробки з ЧПК. Починаючи з 1980-х років, різноманітні інтегральні та змінні твердосплавні ріжучі інструменти або леза були розширені до різних. У сфері різноманітних ріжучих інструментів змінні твердосплавні інструменти розширилися від простих токарних інструментів і торцевих фрез до різноманітних точних, складних і формувальних інструментів.
⑴ Типи твердосплавних інструментів
За основним хімічним складом цементований карбід можна розділити на цементований карбід на основі карбіду вольфраму і цементований карбід на основі вуглецю (нітриду) титану (TiC(N)).
Цементований карбід на основі карбіду вольфраму включає три види: вольфрам-кобальт (YG), вольфрам-кобальт-титан (YT) і рідкісні карбіди (YW), кожен з яких має свої переваги та недоліки. Основними компонентами є карбід вольфраму (WC), карбід титану (TiC), карбід танталу (TaC), карбід ніобію (NbC) тощо, а зазвичай використовуваною металевою сполучною фазою є Co.
Цементований карбід на основі вуглецю (нітриду) титану є цементованим карбідом з TiC як основним компонентом (додаються деякі інші карбіди або нітриди), а зазвичай використовуваними металевими зв’язуючими фазами є Mo та Ni.
ISO (Міжнародна організація стандартизації) ділить твердий сплав для різання на три категорії:
Категорія K, включаючи Kl0 ~ K40, еквівалентна категорії YG моєї країни (основний компонент — WC.Co).
Категорія P, включаючи P01~P50, еквівалентна категорії YT моєї країни (в основному складається з WC.TiC.Co).
Категорія M, включаючи M10~M40, еквівалентна категорії YW моєї країни (основний компонент — WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Кожна марка представляє серію сплавів від високої твердості до максимальної в'язкості з номерами від 01 до 50.
⑵ Експлуатаційні характеристики ріжучих інструментів з твердого сплаву
① Висока твердість. Ріжучі інструменти з цементованого твердого сплаву виготовляються з твердого сплаву з високою твердістю та температурою плавлення (так званої твердої фази) та металевої зв’язуючої речовини (так званої фази зв’язування) методом порошкової металургії, а його твердість досягає 89-93HRA, що набагато вище, ніж швидкорізальної сталі, при 5400C твердість все ще може досягати 82-87HRA, яка є такою ж, як у швидкорізальної сталі при кімнатній температурі (83-86HRA). Значення твердості цементованого карбіду змінюється залежно від природи, кількості, розміру частинок і вмісту металевої зв’язувальної фази карбіду та, як правило, зменшується зі збільшенням вмісту зв’язувальної металевої фази. Коли вміст сполучної фази є однаковим, твердість сплавів YT вища, ніж у сплавів YG, а сплави, додані TaC (NbC), мають вищу високотемпературну твердість.
② Міцність на вигин і в’язкість. Міцність на згин часто використовуваного твердого сплаву становить 900-1500 МПа. Чим вищий вміст металевої зв'язуючої фази, тим вище міцність на вигин. Коли вміст сполучного є однаковим, міцність сплаву типу YG (WC-Co) вища, ніж у сплаву типу YT (WC-TiC-Co), і міцність зменшується зі збільшенням вмісту TiC. Цементований карбід є крихким матеріалом, і його ударна в’язкість за кімнатної температури становить лише 1/30–1/8 в’язкості швидкорізальної сталі.
⑶ Застосування широко використовуваних твердосплавних різальних інструментів
Сплави YG в основному використовуються для обробки чавуну, кольорових металів і неметалевих матеріалів. Дрібнозернисті тверді сплави (такі як YG3X, YG6X) мають вищу твердість і зносостійкість, ніж середньозернисті тверді сплави, коли вміст кобальту однаковий, і придатні для обробки деяких спеціальних твердих чавунів, аустенітної нержавіючої сталі, жаростійкої сплави, титановий сплав, тверда бронза та зносостійкі ізоляційні матеріали тощо.
Видатними перевагами цементованого карбіду типу YT є висока твердість, хороша термостійкість, більш висока твердість і міцність на стиск при високій температурі, ніж тип YG, і хороша стійкість до окислення. Тому, коли від ножа вимагається висока термостійкість і зносостійкість, слід вибирати марку з більшим вмістом TiC. Сплави YT підходять для обробки пластикових матеріалів, таких як сталь, але не підходять для обробки титанових сплавів і сплавів кремній-алюміній.
Сплав YW має властивості сплавів YG і YT і має хороші повні характеристики. Його можна використовувати не тільки для обробки сталевих матеріалів, а й для обробки чавуну та кольорових металів. Якщо відповідним чином збільшити вміст кобальту, міцність цього типу сплаву може бути дуже високою, і його можна використовувати для грубої обробки та періодичного різання різних важкооброблюваних матеріалів.
6. Ножі зі швидкорізальної сталі
Швидкорізальна сталь (скорочено HSS) — це високолегована інструментальна сталь з додаванням більшої кількості легуючих елементів, таких як W, Mo, Cr і V. Ріжучі інструменти зі швидкорізальної сталі мають відмінні комплексні характеристики з точки зору міцності, міцності та технологічності. У складних різальних інструментах, особливо у виробництві інструментів для обробки отворів, фрез, різьбових інструментів, протяжок, зуборізних інструментів та інших складних різальних інструментів, швидкорізальна сталь все ще займає домінуюче положення. Ножі зі швидкорізальної сталі легко заточують ріжучі кромки.
Відповідно до різних застосувань, швидкорізальну сталь можна розділити на швидкорізальну сталь загального призначення та високоефективну швидкорізальну сталь.
в
⑴ Інструмент для різання швидкорізальної сталі загального призначення
в
Швидкорізальна сталь загального призначення. Загалом його можна розділити на два типи: вольфрамова сталь і вольфрамомолібденова сталь. Цей тип швидкорізальної сталі містить добавку (C) від 0,7 до 0,9 відсотків. Відповідно до різного вмісту вольфраму в сталі, її можна розділити на вольфрамову сталь з 12 або 18 відсотками W, вольфрамомолібденову сталь з 6 або 8 відсотками W і молібденову сталь з 2 відсотками або без W. . Швидкорізальна сталь загального призначення має певну твердість (63-66HRC) і зносостійкість, високу міцність і ударну в'язкість, добру пластичність і технологію обробки, тому широко використовується при виготовленні різного складного інструменту.
① Вольфрамова сталь. Типовою маркою вольфрамової сталі загального призначення є W18Cr4V (скорочено W18), яка має хороші повні характеристики. Високотемпературна твердість при 6000C становить 48,5HRC і може використовуватися для виготовлення різноманітних складних інструментів. Він має такі переваги, як хороша здатність до подрібнення та низька чутливість до зневуглецювання, але через високий вміст карбідів розподіл є відносно нерівномірним, частинки великі, а міцність і в’язкість невисокі.
② Вольфрамомолібденова сталь: відноситься до швидкорізальної сталі, отриманої шляхом заміни частини вольфраму у вольфрамовій сталі молібденом. Типова марка вольфрам-молібденової сталі W6Mo5Cr4V2 (скорочено M2). Частинки карбіду M2 дрібні та однорідні, а його міцність, міцність і високотемпературна пластичність кращі, ніж у W18Cr4V. Інша вольфрамомолібденова сталь W9Mo3Cr4V (скорочено W9), її термічна стабільність трохи вища, ніж у сталі M2, її міцність на вигин і в'язкість кращі, ніж W6M05Cr4V2, і вона добре піддається механічній обробці.
⑵ Високопродуктивні інструменти для різання швидкорізальної сталі
в
Високоефективна швидкорізальна сталь відноситься до нового типу сталі, яка додає деякий вміст вуглецю, вміст ванадію та легуючі елементи, такі як Co та Al, до композиції швидкорізальної сталі загального призначення, тим самим покращуючи її термостійкість і зносостійкість . В основному є такі категорії:
① Високовуглецева швидкорізальна сталь. Високовуглецева швидкорізальна сталь (така як 95W18Cr4V) з високою твердістю при кімнатній і високій температурі підходить для виробництва та обробки звичайної сталі та чавуну, свердел, розгорток, мітчиків і фрез з високими вимогами до зносостійкості або інструменти для обробки більш твердих матеріалів. Він не підходить для того, щоб витримувати сильні удари.
в
② Швидкорізальна сталь з високим вмістом ванадію. Типові марки, такі як W12Cr4V4Mo (відомі як EV4), що містять V, збільшений до 3-5 відсотків, мають гарну зносостійкість, придатні для різання матеріалів із великим зносом інструменту, таких як волокно, тверда гума, пластик тощо, можуть також можна використовувати для обробки таких матеріалів, як нержавіюча сталь, високоміцна сталь і високотемпературні сплави.
в
③ Кобальтова швидкорізальна сталь. Це кобальтовмісна надтверда швидкорізальна сталь, типова марка, така як W2Mo9Cr4VCo8 (скорочено M42), має високу твердість, і її твердість може досягати 69-70HRC. Він підходить для обробки високоміцної жароміцної сталі, жаростійких сплавів, титанових сплавів і т. д. Обробний матеріал М42 має хорошу шліфувальність і підходить для виготовлення точних і складних інструментів, але не підходить для роботи під ударним різанням. умови.
④ Алюмінієва швидкорізальна сталь. Він відноситься до алюмінієвмісної надтвердої швидкорізальної сталі, типових марок, таких як W6Mo5Cr4V2Al (скорочено 501), високотемпературна твердість досягає 54HRC при 6000C, а продуктивність різання еквівалентна M42. Придатний для виготовлення фрез, свердел, розверток, зуборізів, протяжок. тощо, які використовуються для обробки таких матеріалів, як легована сталь, нержавіюча сталь, високоміцна сталь і суперсплав.
в
⑤ Надтверда азотна швидкорізальна сталь. Типові марки, такі як W12M03Cr4V3N, відомі як (V3N), є азотовмісними надтвердими швидкорізальними сталями. Твердість, міцність і в'язкість еквівалентні М42. обробки.
в
(3) Плавка швидкорізальної сталі та порошкової металургії швидкорізальної сталі
Відповідно до різних виробничих процесів, швидкорізальну сталь можна розділити на плавну швидкорізальну сталь і швидкорізальну сталь порошкової металургії.
в
① Виплавка швидкорізальної сталі: як звичайна швидкорізальна сталь, так і високоефективна швидкорізальна сталь виготовляються шляхом плавлення. З них виготовляють ножі за допомогою таких процесів, як плавка, лиття в зливки, покриття та прокатка. Серйозною проблемою, яка може виникнути при виплавці швидкорізальної сталі, є сегрегація карбіду. Тверді і крихкі карбіди розподілені в швидкорізальній сталі нерівномірно, зерна крупнозернисті (до десятків мікрон). і негативний вплив на ефективність різання.
в
② Швидкорізальна сталь порошкової металургії (PM HSS): Швидкорізальна сталь порошкової металургії (PM HSS) — це розплавлена сталь, виплавлена у високочастотній індукційній печі, розпилена аргоном під високим тиском або чистим азотом, а потім загартована для отримання тонкої тонкості. і рівномірні кристали Мікроструктура (порошок швидкорізальної сталі), а потім пресують отриманий порошок у заготовку ножа під високою температурою та високим тиском, або спочатку роблять сталеву заготовку, а потім кують і прокатують її у формі ножа. Порівняно зі швидкорізальною сталлю, виготовленою методом плавлення, PM HSS має наступні переваги: зерна карбіду дрібні й однорідні, а міцність, ударна в’язкість і зносостійкість значно покращені порівняно зі швидкорізальною сталлю, виготовленою шляхом плавлення. У сфері складних інструментів з ЧПК інструменти PM HSS будуть розвиватися й відіграватимуть важливу роль. Типові сорти, такі як F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN і т. д., можуть використовуватися для виробництва великогабаритних, важких, ударостійких ножів, а також для виробництва прецизійних ножів.
03
Принципи вибору інструментальних матеріалів ЧПК
В даний час широко використовувані матеріали для ріжучих інструментів з ЧПК включають в основному алмазні ріжучі інструменти, ріжучі інструменти з кубічного нітриду бору, ріжучі інструменти з кераміки, ріжучі інструменти з покриттям, ріжучі інструменти з твердого сплаву та ріжучі інструменти з високошвидкісної сталі.
