Dober konj potrebuje dobro sedlo, uporablja pa se napredna CNC oprema za obdelavo. Če so uporabljena orodja napačna, bo neuporabno! Izbira ustreznih orodnih materialov ima velik vpliv na življenjsko dobo orodja, učinkovitost obdelave, kakovost obdelave in stroške obdelave. Ta članek ponuja suho blago o poznavanju nožev, zaznamke in naprej, učimo se skupaj.
01
Orodni materiali morajo imeti osnovne lastnosti
Izbira materiala orodja ima velik vpliv na življenjsko dobo orodja, učinkovitost obdelave, kakovost obdelave in stroške obdelave. Ko orodje reže, mora biti izpostavljeno visokim pritiskom, visokim temperaturam, trenju, udarcem in vibracijam. Zato mora imeti material orodja naslednje osnovne lastnosti:
(1) Trdota in odpornost proti obrabi. Trdota materiala orodja mora biti višja od trdote materiala obdelovanca, običajno nad 60HRC. Trši kot je material orodja, boljša je odpornost proti obrabi.
(2) Trdnost in žilavost. Materiali za orodje morajo imeti visoko trdnost in žilavost, da prenesejo rezalne sile, udarce in vibracije ter preprečujejo krhek lom in odkrušanje orodij.
(3) Toplotna odpornost. Toplotna odpornost materiala orodja je boljša, lahko prenese visoke temperature rezanja in ima dobro odpornost proti oksidaciji.
(4) Učinkovitost in gospodarnost procesa. Orodni materiali morajo imeti dobre lastnosti kovanja, toplotne obdelave, varjenja, brušenja itd. in si morajo prizadevati za visoko razmerje med zmogljivostjo in ceno.
02
Vrste, lastnosti, značilnosti in uporaba materialov rezilnih orodij
1. Material diamantnega orodja
Diamant je alotrop ogljika, najtrši material, kar jih je bilo kdaj najdeno v naravi. Diamantna orodja imajo visoko trdoto, visoko odpornost proti obrabi in visoko toplotno prevodnost ter se pogosto uporabljajo pri obdelavi neželeznih kovin in nekovinskih materialov. Zlasti pri hitrem rezanju aluminija in silicij-aluminijevih zlitin so diamantna orodja glavne vrste rezalnih orodij, ki jih je težko zamenjati. Diamantna orodja, ki lahko dosežejo visoko učinkovitost, visoko stabilnost in dolgo življenjsko dobo obdelave, so nepogrešljiva in pomembna orodja pri sodobni CNC obdelavi.
⑴ Vrste diamantnega orodja
① Orodje z naravnim diamantom: naravni diamant se kot orodje za rezanje uporablja že stotine let. Orodje z naravnim monokristalnim diamantom je bilo fino brušeno, rezalni rob pa je lahko izjemno oster. Polmer rezalnega roba lahko doseže 0.002μm, kar omogoča ultratanko rezanje in lahko Je priznano, idealno in nenadomestljivo ultraprecizno obdelovalno orodje za obdelavo izjemno visoke natančnosti obdelovancev in izjemno nizke hrapavosti površine.
② Diamantno orodje PCD: naravni diamant je drag, polikristalni diamant (PCD) pa se pogosto uporablja pri rezanju. Od zgodnjih sedemdesetih let prejšnjega stoletja so razvili polikristalni diamant (Polycrystauine diamond, na kratko PCD). Po uspehu so orodja z naravnimi diamanti večkrat zamenjali umetni polikristalni diamanti. Surovine PCD so bogate z viri, njegova cena pa je le nekaj desetin do ene desetine naravnih diamantov. Orodja PCD ni mogoče brusiti v izjemno ostro. Kakovost površine obdelanega obdelovanca ni tako dobra kot pri naravnem diamantu, zato v industriji ni priročno izdelovati rezil PCD z lomilci odrezkov. Zato se PCD lahko uporablja le za fino rezanje barvnih kovin in nekovin, zato je težko doseči super natančno rezanje z ogledalom.
③ Diamantna orodja CVD: Od poznih sedemdesetih do zgodnjih osemdesetih let prejšnjega stoletja se je diamantna tehnologija CVD pojavila na Japonskem. CVD diamant se nanaša na sintezo diamantnega filma na heterogenih substratih (kot so cementni karbid, keramika itd.) s kemičnim naparjevanjem (CVD). CVD diamant ima popolnoma enako strukturo in značilnosti kot naravni diamant. Učinkovitost CVD diamanta je zelo podobna naravnemu diamantu in ima prednosti naravnega monokristalnega diamanta in polikristalnega diamanta (PCD) ter do neke mere odpravlja njihove pomanjkljivosti.
⑵ Značilnosti delovanja diamantnega orodja
① Izjemno visoka trdota in odpornost proti obrabi: naravni diamant je najtrša snov v naravi. Diamant ima izjemno visoko odpornost proti obrabi. Pri obdelavi materialov z visoko trdoto je življenjska doba diamantnih orodij 10- do 100-krat daljša od orodij iz karbidne trdine ali celo stokrat.
② Zelo nizek koeficient trenja: koeficient trenja med diamantom in nekaterimi neželeznimi kovinami je nižji kot pri drugih orodjih, koeficient trenja je nizek, deformacija med obdelavo je majhna in rezalno silo je mogoče zmanjšati.
③ Rezalni rob je zelo oster: rezalni rob diamantnega orodja je mogoče nabrusiti, naravno enokristalno diamantno orodje pa je lahko visoko do 0.002-0.008μm, kar lahko naredi ultra- tanko rezanje in ultra-natančna obdelava.
④ Visoka toplotna prevodnost: diamant ima visoko toplotno prevodnost in toplotno difuzivnost, rezalno toploto je enostavno odvajati, temperatura rezalnega dela orodja pa je nizka.
⑤ Nizek koeficient toplotnega raztezanja: koeficient toplotnega raztezanja diamanta je nekajkrat manjši od koeficienta cementnega karbida, sprememba velikosti orodja zaradi rezalne toplote pa je zelo majhna, kar je še posebej pomembno za natančno in ultra natančno obdelavo, ki zahteva visoko dimenzijska natančnost.
⑶ Uporaba diamantnega orodja
Diamantna orodja se večinoma uporabljajo za fino rezanje in vrtanje barvnih kovin in nekovinskih materialov pri visokih hitrostih. Primeren je za obdelavo različnih nekovin, odpornih proti obrabi, kot so surovci praškaste metalurgije FRP, keramični materiali itd.; različne barvne kovine, odporne proti obrabi, kot so različne zlitine silicij-aluminij; različne končne obdelave barvnih kovin.
Pomanjkljivost diamantnih orodij je, da imajo slabo termično stabilnost. Ko temperatura rezanja preseže 700 stopinj do 800 stopinj, bo popolnoma izgubil svojo trdoto; poleg tega ni primeren za rezanje železnih kovin, ker se diamant (ogljik) zlahka veže z železom pri visokih temperaturah. Atomsko delovanje pretvori ogljikove atome v grafitno strukturo in orodje se zlahka poškoduje.
2. Orodje iz kubičnega borovega nitrida
Kubični borov nitrid (CBN), drugi supertrdni material, sintetiziran po metodi, podobni diamantu, je takoj za diamantom v smislu trdote in toplotne prevodnosti. Ima odlično toplotno stabilnost in se lahko segreje do 10,000 stopinj v atmosferi. Ne pride do oksidacije. CBN ima izjemno stabilne kemične lastnosti za železne kovine in se lahko široko uporablja pri predelavi jeklenih izdelkov.
⑴ Vrste rezalnih orodij iz kubičnega borovega nitrida
Kubični borov nitrid (CBN) je snov, ki v naravi ne obstaja. Lahko ga razdelimo na monokristal in polikristal, in sicer monokristal CBN in polikristalni kubični borov nitrid (PCBN). CBN je eden od izomerov borovega nitrida (BN), njegova struktura pa je podobna strukturi diamanta.
PCBN (polikristalni kubični borov nitrid) je polikristalni material, ki fino CBN materiale sintra skozi vezno fazo (TiC, TiN, Al, Ti itd.) pri visoki temperaturi in visokem tlaku. Material za diamantno orodje, ki ga in diamant skupaj imenujemo supertrdi material za orodje. PCBN se uporablja predvsem za izdelavo nožev ali drugih orodij.
Orodja iz PCBN lahko razdelimo na rezila iz integralnega PCBN in kompozitna rezila iz PCBN, sintrana s cementnim karbidom.
Kompozitni vložki iz PCBN so izdelani s sintranjem plasti PCBN z debelino {{0}}.5 do 1,0 mm na cementnem karbidu z dobro trdnostjo in žilavostjo. Njegova zmogljivost ima tako dobro žilavost kot visoko trdoto in odpornost proti obrabi. Težave nizke upogibne trdnosti in težav pri varjenju CBN vložkov so rešene.
⑵ Glavne lastnosti in značilnosti kubičnega borovega nitrida
Čeprav je trdota kubičnega borovega nitrida nekoliko slabša od trdote diamanta, je veliko višja od drugih materialov z visoko trdoto. Izjemna prednost CBN je, da je njegova toplotna stabilnost veliko večja kot pri diamantu, ki lahko doseže več kot 1200 stopinj (700-800 stopinj za diamant). reakcija. Glavne značilnosti delovanja kubičnega borovega nitrida so naslednje.
① Visoka trdota in odpornost proti obrabi: kristalna struktura CBN je podobna diamantu in ima podobno trdoto in trdnost kot diamant. PCBN je še posebej primeren za obdelavo materialov visoke trdote, ki jih je bilo prej mogoče le brusiti, in lahko doseže boljšo kakovost površine obdelovancev.
② Visoka toplotna stabilnost: toplotna odpornost CBN lahko doseže 1400-1500 stopinj, kar je skoraj 1-krat več kot pri diamantu (700-800 stopinj). Orodja PCBN lahko režejo visokotemperaturne zlitine in kaljena jekla s 3- do 5-krat večjo hitrostjo kot orodja iz karbidne trdine.
③Izjemna kemična stabilnost: nima kemične interakcije z materiali na osnovi železa pri 1200-1300 stopinjah in se ne obrabi tako močno kot diamant in lahko še vedno ohranja trdoto cementnega karbida v tem času; Orodja PCBN so primerna za rezanje delov iz kaljenega jekla in ohlajenega litega železa, se lahko široko uporabljajo pri hitrem rezanju litega železa.
④ Dobra toplotna prevodnost: Čeprav toplotna prevodnost CBN ni tako dobra kot pri diamantu, je toplotna prevodnost PCBN med različnimi orodnimi materiali takoj za diamantom in je veliko višja kot pri hitroreznem jeklu in cementnem karbidu.
⑤ Ima nizek koeficient trenja: nizek koeficient trenja lahko zmanjša rezalno silo med rezanjem, zmanjša temperaturo rezanja in izboljša kakovost obdelane površine.
⑶ Uporaba orodja iz kubičnega borovega nitrida
Kubični borov nitrid je primeren za končno obdelavo različnih materialov, ki jih je težko rezati, kot so kaljeno jeklo, trda litina, superzlitine, trde zlitine in materiali za površinsko brizganje. Natančnost obdelave lahko doseže IT5 (luknja je IT6), hrapavost površine pa je lahko tako majhna kot Ra1.25-0.20μm.
Material orodja iz kubičnega borovega nitrida ima slabo žilavost in upogibno trdnost. Zato orodja za struženje kubičnega borovega nitrida niso primerna za grobo obdelavo z nizko hitrostjo in visoko udarno obremenitvijo; V primeru kovine se bo pojavil močan nakopičen rob, ki bo poslabšal obdelano površino.
3. Material za keramični nož
Keramični noži imajo značilnosti visoke trdote, dobre odpornosti proti obrabi, odlične toplotne odpornosti in kemične stabilnosti ter jih ni enostavno povezati s kovino. Orodja za rezanje keramike zavzemajo zelo pomembno mesto v CNC obdelavi. Keramična rezalna orodja so postala eno izmed glavnih rezalnih orodij za hitro rezanje in obdelavo težko obdelovalnih materialov. Keramična rezalna orodja se pogosto uporabljajo pri hitrem rezanju, suhem rezanju, trdem rezanju in rezanju materialov, ki jih je težko obdelovati. Keramični noži lahko učinkovito obdelujejo visoko trde materiale, ki jih tradicionalni noži sploh ne morejo obdelati, in uresničujejo "nadomestitev brušenja z avtomobilom"; optimalna rezalna hitrost keramičnih nožev je lahko 2- do 10-krat višja od hitrosti nožev iz karbidne trdine, s čimer se močno izboljša proizvodna učinkovitost rezalne obdelave. Glavna surovina, ki se uporablja v materialih za keramična orodja, je najpogostejši element v zemeljski skorji. Zato sta popularizacija in uporaba keramičnih orodij velikega pomena za izboljšanje produktivnosti, zmanjšanje stroškov obdelave in varčevanje s strateškimi plemenitimi kovinami, poleg tega pa bo močno spodbudila razvoj tehnologije rezanja. napredek.
⑴ Vrste materialov za keramična orodja
Vrste materialov za keramična orodja lahko na splošno razdelimo v tri kategorije: keramika na osnovi aluminijevega oksida, keramika na osnovi silicijevega nitrida in kompozitna keramika na osnovi silicijevega nitrida in aluminijevega oksida. Med njimi so najpogosteje uporabljeni keramični orodni materiali na osnovi aluminijevega oksida in silicijevega nitrida. Učinkovitost keramike na osnovi silicijevega nitrida je boljša od učinkovitosti keramike na osnovi aluminijevega oksida.
⑵ Učinkovitost in značilnosti keramičnih rezalnih orodij
① Visoka trdota in dobra odpornost proti obrabi: Čeprav trdota keramičnih orodij ni tako visoka kot trdota PCD in PCBN, je veliko višja od trdote orodij iz cementnega karbida in hitroreznega jekla ter dosega 93-95HRA. Keramična orodja lahko obdelujejo materiale visoke trdote, ki jih je težko obdelati s tradicionalnimi orodji, in so primerna za hitro rezanje in trdo rezanje.
② Odpornost na visoke temperature in dobra odpornost na toploto: keramična orodja lahko še vedno režejo pri visokih temperaturah nad 1200 stopinj. Keramični noži imajo dobre visokotemperaturne mehanske lastnosti, odpornost na oksidacijo keramičnih nožev A12O3 pa je še posebej dobra. Tudi če je rezilo v vročem stanju, ga je mogoče uporabljati neprekinjeno. Zato lahko keramična orodja dosežejo suho rezanje, kar lahko prihrani rezalno tekočino.
③ Dobra kemična stabilnost: keramičnih rezalnih orodij ni enostavno povezati s kovino, so odporna proti koroziji in kemično stabilna, kar lahko zmanjša obrabo rezalnih orodij.
④ Nizek koeficient trenja: afiniteta med keramičnimi orodji in kovino je majhna, koeficient trenja pa nizek, kar lahko zmanjša rezalno silo in temperaturo rezanja.
⑶ Uporaba keramičnih nožev
Keramika je eden od orodnih materialov, ki se večinoma uporablja za hitro končno in polkončno obdelavo. Keramična rezalna orodja so primerna za rezanje vseh vrst litega železa (siva litina, nodularna litina, temprana litina, ohlajena litina, visoko legirana litina, odporna na obrabo) in jekla (ogljikovo konstrukcijsko jeklo, legirano konstrukcijsko jeklo, jeklo visoke trdnosti , jeklo z visoko vsebnostjo mangana, kaljeno jeklo itd.), se lahko uporablja tudi za rezanje bakrovih zlitin, grafita, inženirske plastike in kompozitnih materialov.
Obstajajo težave z nizko upogibno trdnostjo in slabo udarno žilavostjo pri delovanju materialov keramičnih rezalnih orodij, ki niso primerni za rezanje pri nizki hitrosti in udarni obremenitvi.
4. Prevlečeni material orodja
Premazovanje orodja je eden od pomembnih načinov za izboljšanje učinkovitosti orodja. Pojav prevlečenih rezalnih orodij je naredil velik preboj v rezalni zmogljivosti rezalnih orodij. Prevlečeno orodje je prevlečeno z eno ali več plastmi ognjevzdržne mase z dobro odpornostjo proti obrabi na tršem telesu orodja, ki združuje podlago orodja s trdim premazom, tako da se zmogljivost orodja močno izboljša. Prevlečena rezalna orodja lahko izboljšajo učinkovitost obdelave, izboljšajo natančnost obdelave, podaljšajo življenjsko dobo orodja in zmanjšajo stroške obdelave.
Približno 80 odstotkov rezalnih orodij, ki se uporabljajo v novih CNC obdelovalnih strojih, uporablja orodja s premazom. Prevlečena rezilna orodja bodo v prihodnosti najpomembnejše različice orodij na področju CNC obdelave.
⑴ Vrste prevlečenih orodij
Glede na različne metode nanašanja prevleke lahko prevlečena orodja razdelimo na orodja, prevlečena s kemičnim naparjevanjem (CVD), in orodja, prevlečena s fizičnim naparjevanjem (PVD). Orodja s prevleko iz karbidne trdine na splošno uporabljajo kemično nanašanje s paro, temperatura nanašanja pa je okoli 1000 stopinj. Prevlečena orodja za hitrorezno jeklo na splošno uporabljajo fizično nanašanje s paro, temperatura nanašanja pa je približno 500 stopinj;
Glede na različne substratne materiale oplaščenih orodij lahko prevlečena orodja razdelimo na orodja s prevleko iz karbidne trdine, orodja s prevleko iz hitroreznega jekla in prevlečena orodja na keramiki in supertrdnih materialih (diamant in kubični borov nitrid).
Glede na naravo prevlečnega materiala lahko prevlečena orodja razdelimo v dve kategoriji, in sicer v "trda" prevlečena orodja in "mehka" prevlečena orodja. Glavni cilji, ki jih zasledujejo orodja s "trdo" prevleko, so visoka trdota in odpornost proti obrabi. Njegove glavne prednosti so visoka trdota in dobra odpornost proti obrabi, tipično prevleki TiC in TiN. Cilj, ki ga zasledujejo orodja za "mehko" prevleko, je nizek koeficient trenja, znan tudi kot samomazalna orodja, in njegovo trenje z materialom obdelovanca. Koeficient je zelo nizek, le približno 0.1, kar lahko zmanjša lepljenje, zmanjšanje trenja, zmanjšanje rezalne sile in temperature rezanja.
Nedavno so bila razvita orodja za nanojedo. To prevlečeno orodje lahko uporablja različne kombinacije različnih prevlečnih materialov (kot so kovina/kovina, kovina/keramika, keramika/keramika itd.), da izpolni različne funkcionalne zahteve in zahteve glede učinkovitosti. Pravilno zasnovan nano premaz lahko povzroči, da ima material orodja odlične funkcije proti trenju in obrabi ter samomazalne lastnosti, kar je primerno za hitro suho rezanje.
⑵ Značilnosti prevlečenih orodij
① Dobra mehanska in rezalna zmogljivost: prevlečeno orodje združuje odlične lastnosti osnovnega materiala in prevlečnega materiala, ki ne le ohranja dobro žilavost in visoko trdnost podlage, ampak ima tudi visoko trdoto, visoko odpornost proti obrabi in nizko obrabo odpornost prevleke. koeficient trenja. Zato se lahko rezalna hitrost orodja s premazom poveča za več kot 2-krat kot pri orodju brez premaza in dovoljena je višja hitrost podajanja. Podaljša se tudi življenjska doba prevlečenega orodja.
② Velika vsestranskost: prevlečena orodja imajo široko vsestranskost, obseg obdelave pa je znatno razširjen. Eno prevlečeno orodje lahko nadomesti več orodij brez prevleke.
③ Debelina prevleke: S povečanjem debeline prevleke se bo povečala tudi življenjska doba orodja, ko pa debelina prevleke doseže nasičenost, se življenjska doba orodja ne bo več bistveno povečala. Če je premaz predebel, je enostavno povzročiti luščenje; ko je prevleka pretanka, je odpornost proti obrabi slaba.
④ Možnost ponovnega brušenja: prevlečena rezila imajo slabo možnost ponovnega brušenja, zapleteno opremo za nanos prevleke, visoke zahteve glede postopka in dolg čas nanašanja prevleke.
⑤ Material za prevleko: orodja z različnimi materiali za prevleko imajo različno rezalno zmogljivost. Na primer: pri rezanju z nizko hitrostjo ima TiC prevleka prednost; pri rezanju z visoko hitrostjo je primernejši TiN.
⑶ Uporaba prevlečenih orodij
Rezalna orodja s premazom imajo velik potencial na področju CNC obdelave in bodo v prihodnosti najpomembnejša sorta orodij na področju CNC obdelave. Tehnologija premazovanja je bila uporabljena za čelna rezkalnika, povrtala, svedre, obdelavo sestavljenih lukenj
Rezalna orodja, zobniške plošče, rezkarji za zobnike, rezkarji za zobate rezila, preoblikovalne ploskve in razni menjalni vložki za strojne spone izpolnjujejo potrebe pri hitrem rezanju in obdelavi različnih jekel, litin, toplotno odpornih zlitin in neželeznih kovin.
5. Material orodja iz karbidne trdine
Rezalna orodja iz karbidne trdine, še posebej menjalna rezalna orodja iz karbidne trdine, so vodilni izdelki CNC obdelovalnih orodij. Od osemdesetih let 20. stoletja so bila različna integralna in menjalna rezalna orodja ali rezila iz karbidne trdine razširjena na različna Na področju različnih rezalnih orodij so se rezalna orodja iz karbidne trdine razširila od preprostih orodij za struženje in čelnih rezkarjev do različnih natančnih, kompleksnih in oblikovalnih orodij.
⑴ Vrste orodij iz karbidne trdine
Glede na glavno kemijsko sestavo lahko cementni karbid razdelimo na cementni karbid na osnovi volframovega karbida in cementni karbid na osnovi ogljika (nitrida) titana (TiC(N)).
Cementni karbid na osnovi volframovega karbida vključuje tri vrste: volframov kobalt (YG), volframov kobalt-titan (YT) in redke karbide (YW), od katerih ima vsak svoje prednosti in slabosti. Glavne komponente so volframov karbid (WC), titanov karbid (TiC), tantalov karbid (TaC), niobijev karbid (NbC) itd., običajno uporabljena kovinska vezivna faza pa je Co.
Ogljikov (nitrid) cementni karbid na osnovi titana je cementni karbid s TiC kot glavno komponento (dodani so nekateri drugi karbidi ali nitridi), običajno uporabljeni kovinski vezivni fazi pa sta Mo in Ni.
ISO (Mednarodna organizacija za standardizacijo) deli cementni karbid za rezanje v tri kategorije:
Kategorija K, vključno s Kl0 ~ K40, je enakovredna kategoriji YG moje države (glavna komponenta je WC.Co).
Kategorija P, vključno s P01~P50, je enakovredna kategoriji YT moje države (v glavnem sestavljena iz WC.TiC.Co).
Kategorija M, vključno z M10~M40, je enakovredna kategoriji YW moje države (glavna komponenta je WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Vsak razred predstavlja vrsto zlitin od visoke trdote do največje žilavosti s številkami med 01 in 50.
⑵ Značilnosti delovanja rezalnih orodij iz karbidne trdine
① Visoka trdota: Rezalna orodja iz karbidne trdine so izdelana iz karbida z visoko trdoto in tališčem (imenovana trda faza) in kovinskega veziva (imenovana faza lepljenja) po metodi praškaste metalurgije, njegova trdota pa dosega 89-93HRA, veliko višjo od hitroreznega jekla, pri 5400C lahko trdota še vedno doseže 82-87HRA, kar je enako trdoti hitroreznega jekla pri sobni temperaturi (83-86HRA). Vrednost trdote cementiranega karbida se spreminja z naravo, količino, velikostjo delcev in vsebnostjo kovinske vezne faze karbida in na splošno pada s povečanjem vsebnosti vezne kovinske faze. Ko je vsebnost vezivne faze enaka, je trdota zlitin YT višja od zlitin YG, zlitine, dodane s TaC (NbC), pa imajo višjo trdoto pri visokih temperaturah.
② Upogibna trdnost in žilavost: upogibna trdnost običajno uporabljenega cementnega karbida je v območju 900-1500MPa. Večja kot je vsebnost kovinske vezivne faze, večja je upogibna trdnost. Ko je vsebnost veziva enaka, je trdnost zlitine tipa YG (WC-Co) večja kot zlitine tipa YT (WC-TiC-Co), trdnost pa se zmanjšuje s povečanjem vsebnosti TiC. Cementni karbid je krhek material in njegova udarna žilavost pri sobni temperaturi je le 1/30 do 1/8 žilavosti hitroreznega jekla.
⑶ Uporaba običajnih rezalnih orodij iz karbidne trdine
YG zlitine se uporabljajo predvsem za obdelavo litega železa, barvnih kovin in nekovinskih materialov. Drobnozrnate trde zlitine (kot sta YG3X, YG6X) imajo večjo trdoto in odpornost proti obrabi kot srednjezrnate trde zlitine, če je vsebnost kobalta enaka, in so primerne za obdelavo nekaterih posebnih trdih litin, avstenitnega nerjavnega jekla, toplotno odpornih zlitine, titanove zlitine, trdi bron in izolacijski materiali, odporni proti obrabi itd.
Izjemne prednosti cementnega karbida tipa YT so visoka trdota, dobra toplotna odpornost, večja trdota in tlačna trdnost pri visoki temperaturi kot tip YG in dobra odpornost proti oksidaciji. Kadar se torej od noža zahteva višja toplotna odpornost in odpornost proti obrabi, je treba izbrati kakovost z višjo vsebnostjo TiC. Zlitine YT so primerne za obdelavo plastičnih materialov, kot je jeklo, niso pa primerne za obdelavo titanovih zlitin in zlitin silicij-aluminij.
YW zlitina ima lastnosti YG in YT zlitin in ima dobro celovito zmogljivost. Uporablja se lahko ne samo za obdelavo jeklenih materialov, ampak tudi za obdelavo litega železa in barvnih kovin. Če je vsebnost kobalta ustrezno povečana, je lahko trdnost te vrste zlitine zelo visoka in se lahko uporablja za grobo obdelavo in prekinitveno rezanje različnih težko obdelljivih materialov.
6. Noži iz hitroreznega jekla
Hitrorezno jeklo (kratko HSS) je visokolegirano orodno jeklo z dodanimi več legirnimi elementi, kot so W, Mo, Cr in V. Orodja za rezanje hitroreznega jekla imajo odlično celovito zmogljivost v smislu trdnosti, žilavosti in možnosti izdelave. Pri kompleksnih rezalnih orodjih, zlasti pri izdelavi orodij za obdelavo lukenj, rezkarjev, orodij za navoje, broš, orodij za rezanje zobnikov in drugih kompleksnih rezilnih orodij, ima hitrorezno jeklo še vedno prevladujoč položaj. Noži iz hitroreznega jekla so enostavni za ostrenje rezalnih robov.
Glede na različne uporabe lahko hitrorezno jeklo razdelimo na hitrorezno jeklo za splošno uporabo in visokozmogljivo hitrorezno jeklo.
2010.
⑴ Splošno orodje za rezanje hitroreznega jekla
2010.
Hitrorezno jeklo za splošno uporabo. Na splošno ga lahko razdelimo na dve vrsti: volframovo jeklo in volframovo molibdenovo jeklo. Ta vrsta hitroreznega jekla vsebuje aditiv (C) od 0,7 odstotka do 0,9 odstotka. Glede na različno vsebnost volframa v jeklu ga lahko razdelimo na volframovo jeklo z 12 ali 18 odstotki W, volfram-molibdenovo jeklo s 6 ali 8 odstotki W in molibdenovo jeklo z 2 odstotki ali brez W. . Hitrorezno jeklo za splošno uporabo ima določeno trdoto (63-66HRC) in odpornost proti obrabi, visoko trdnost in žilavost, dobro plastičnost in tehnologijo obdelave, zato se pogosto uporablja pri izdelavi različnih kompleksnih orodij.
① Volframovo jeklo: tipičen razred volframovega jekla za hitrorezno jeklo za splošno uporabo je W18Cr4V (na kratko W18), ki ima dobro celovito zmogljivost. Visokotemperaturna trdota pri 6000C je 48,5HRC in se lahko uporablja za izdelavo različnih kompleksnih orodij. Ima prednosti dobre mletosti in nizke občutljivosti za razogljičenje, vendar je zaradi visoke vsebnosti karbidov porazdelitev relativno neenakomerna, delci so veliki, trdnost in žilavost pa nizki.
② Jeklo iz volframovega molibdena: nanaša se na hitrorezno jeklo, pridobljeno z zamenjavo dela volframa v volframovem jeklu z molibdenom. Tipičen razred volfram-molibdenovega jekla je W6Mo5Cr4V2 (na kratko M2). Delci karbida M2 so fini in enakomerni, njegova trdnost, žilavost in visokotemperaturna plastičnost pa so boljše kot pri W18Cr4V. Drugo jeklo iz volframa in molibdena je W9Mo3Cr4V (na kratko W9), njegova toplotna stabilnost je nekoliko višja kot pri jeklu M2, njegova upogibna trdnost in žilavost sta boljši od W6M05Cr4V2 in ima dobro obdelovalnost.
⑵ Visoko zmogljiva rezalna orodja za hitrorezno jeklo
2010.
Visoko zmogljivo hitrorezno jeklo se nanaša na novo vrsto jekla, ki splošni sestavi hitroreznega jekla doda nekaj vsebnosti ogljika, vsebnosti vanadija in legirnih elementov, kot sta Co in Al, s čimer se izboljša njegova toplotna odpornost in odpornost proti obrabi . Obstajajo predvsem naslednje kategorije:
① Visokoogljično hitrorezno jeklo. Visokoogljično hitrorezno jeklo (kot je 95W18Cr4V) z visoko trdoto pri sobni temperaturi in visoki temperaturi je primerno za izdelavo in obdelavo navadnega jekla in litega železa, svedrov, povrtal, navojev in rezkarjev z visokimi zahtevami glede odpornosti proti obrabi ali orodja za obdelavo trših materialov. Ni primeren za prenašanje velikih udarcev.
2010.
② Hitrorezno jeklo z visoko vsebnostjo vanadija. Tipični razredi, kot je W12Cr4V4Mo (v nadaljevanju EV4), ki vsebujejo V, povečan na 3 do 5 odstotkov, dobro odpornost proti obrabi, primerni za rezanje materialov z veliko obrabo orodja, kot so vlakna, trda guma, plastika itd., lahko uporablja se tudi za obdelavo materialov, kot so nerjavno jeklo, jeklo visoke trdnosti in visokotemperaturne zlitine.
2010.
③ Kobaltno hitrorezno jeklo. To je supertrdo hitrorezno jeklo, ki vsebuje kobalt, tipičen razred, kot je W2Mo9Cr4VCo8 (na kratko M42), ima visoko trdoto in lahko doseže 69-70HRC. Primeren je za obdelavo visoko trdnega, toplotno odpornega jekla, visokotemperaturnih zlitin, titanovih zlitin itd. Obdelovalni material, M42 ima dobro brusljivost in je primeren za izdelavo natančnih in kompleksnih orodij, ni pa primeren za delo z udarnim rezanjem pogoji.
④ Hitrorezno jeklo iz aluminija. Spada med supertrda hitrorezna jekla, ki vsebujejo aluminij, značilne stopnje, kot je W6Mo5Cr4V2Al (skrajšano 501), visokotemperaturna trdota doseže 54HRC pri 6000C, rezalna zmogljivost pa je enakovredna M42. Primeren je za izdelavo rezkarjev, svedrov, povrtal, zobnikov in brošur. itd., ki se uporablja za obdelavo materialov, kot so legirano jeklo, nerjavno jeklo, jeklo visoke trdnosti in superzlitine.
2010.
⑤ Dušikovo supertrdo hitrorezno jeklo. Tipične kakovosti, kot je W12M03Cr4V3N, imenovane (V3N), so supertrda hitrorezna jekla, ki vsebujejo dušik. Trdota, moč in žilavost so enakovredne M42. obravnavati.
2010.
(3) Taljenje hitroreznega jekla in hitroreznega jekla iz prašne metalurgije
Glede na različne proizvodne procese lahko hitrorezno jeklo razdelimo na talilno hitrorezno jeklo in hitrorezno jeklo praškaste metalurgije.
2010.
① Taljenje hitroreznega jekla: Tako navadno hitrorezno jeklo kot visokozmogljivo hitrorezno jeklo se proizvajata s taljenjem. Izdelani so v nože s postopki, kot so taljenje, ulivanje ingotov ter prevleka in valjanje. Resna težava, ki se lahko pojavi pri taljenju hitroreznega jekla, je segregacija karbida. Trdi in krhki karbidi so v hitroreznem jeklu neenakomerno porazdeljeni, zrna pa so groba (do desetine mikronov). in škodljive učinke na učinkovitost rezanja.
2010.
② Hitrorezno jeklo iz praškaste metalurgije (PM HSS): Hitrorezno jeklo iz praškaste metalurgije (PM HSS) je staljeno jeklo, talino v visokofrekvenčni indukcijski peči, razpršeno z visokotlačnim argonom ali čistim dušikom in nato kaljeno, da dobimo fino in enakomerne kristale Mikrostruktura (prah hitroreznega jekla), nato pa dobljeni prah pod visoko temperaturo in visokim pritiskom stisnemo v surovec noža ali pa najprej izdelamo jekleno gredico in jo nato kovamo in valjamo v obliko noža. V primerjavi s hitroreznim jeklom, proizvedenim s taljenjem, ima PM HSS naslednje prednosti: karbidna zrna so fina in enakomerna, trdnost, žilavost in odpornost proti obrabi pa so precej izboljšane v primerjavi s hitroreznim jeklom, proizvedenim s taljenjem. Na področju kompleksnih CNC orodij se bodo orodja PM HSS še naprej razvijala in imela pomembno vlogo. Tipični razredi, kot so F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN itd., se lahko uporabljajo za izdelavo velikih, težkih in udarnih nožev, prav tako pa se lahko uporabljajo za izdelavo natančnih nožev.
03
Načela izbire materialov CNC orodij
Trenutno široko uporabljeni materiali CNC rezalnih orodij vključujejo predvsem diamantna rezalna orodja, rezalna orodja iz kubičnega borovega nitrida, keramična rezalna orodja, prevlečena rezalna orodja, rezalna orodja iz karbidne trdine in rezalna orodja za hitrorezno jeklo.
