Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei moderne, se folosesc din ce în ce mai multe materiale de inginerie cu duritate ridicată, în timp ce tehnologia tradițională de strunjire nu este competentă sau nu poate realiza deloc prelucrarea unor materiale de duritate ridicată.Carbura acoperită, ceramica, PCBN și alte materiale de scule superdure au duritate ridicată la temperatură ridicată, rezistență la uzură și stabilitate termochimică, care oferă cea mai de bază condiție prealabilă pentru tăierea materialelor cu duritate ridicată și au obținut beneficii semnificative în producție.Materialul folosit de unealta superhard și structura sculei și parametrii geometrici sunt elementele de bază pentru realizarea strunjirii dure.Prin urmare, modul de selectare a materialului de sculă super-dur și de proiectare a unei structuri rezonabile a sculei și a parametrilor geometrici este crucial pentru a obține o strunjire durabilă stabilă!
(1) Carbură cimentată acoperită
Aplicați unul sau mai multe straturi de TiN, TiCN, TiAlN și Al3O2 cu rezistență bună la uzură pe unelte din carbură cimentată cu tenacitate bună, iar grosimea stratului de acoperire este de 2-18 μm.Acoperirea are de obicei o conductivitate termică mult mai mică decât substratul sculei și materialul piesei de prelucrat, ceea ce slăbește efectul termic al substratului sculei;Pe de altă parte, poate îmbunătăți în mod eficient frecarea și aderența în procesul de tăiere și poate reduce generarea de căldură de tăiere.
Deși acoperirea PVD prezintă multe avantaje, unele acoperiri, cum ar fi Al2O3 și diamantul, tind să adopte tehnologia de acoperire CVD.Al2O3 este un fel de acoperire cu rezistență puternică la căldură și rezistență la oxidare, care poate separa căldura generată de tăiere de unealta specifică.Tehnologia de acoperire CVD poate integra, de asemenea, avantajele diferitelor acoperiri pentru a obține cel mai bun efect de tăiere și pentru a satisface nevoile de tăiere.
În comparație cu sculele din carbură cimentată, sculele din carbură cimentată acoperite s-au îmbunătățit considerabil ca rezistență, duritate și rezistență la uzură.La strunjirea piesei de prelucrat cu duritate de HRC45 ~ 55, carbura cimentată acoperită cu preț redus poate realiza strunjirea de mare viteză.În ultimii ani, unii producători au îmbunătățit performanța sculelor acoperite prin îmbunătățirea materialelor de acoperire și a altor metode.De exemplu, unii producători din Statele Unite și Japonia folosesc material de acoperire elvețian AlTiN și o nouă tehnologie brevetată de acoperire pentru a produce lame acoperite cu duritate la fel de mare ca HV4500~4900, care pot tăia oțelul matriță HRC47~58 la o viteză de 498,56 m/min. .Când temperatura de întoarcere este de până la 1500 ~ 1600 ° C, duritatea încă nu scade și nu se oxidează.Durata de viață a lamei este de patru ori mai mare decât a lamei acoperite general, în timp ce costul este de numai 30%, iar aderența este bună.
(2) Material ceramic
Odată cu îmbunătățirea continuă a compoziției, structurii și procesului de presare, în special dezvoltarea nanotehnologiei, materialele ceramice pentru unelte fac posibilă întărirea uneltelor ceramice.În viitorul apropiat, ceramica poate provoca a treia revoluție în tăiere după oțelul rapid și carbura cimentată.Sculele ceramice au avantajele durității ridicate (HRA91 ~ 95), rezistenței ridicate (rezistență la încovoiere 750 ~ 1000MPa), rezistență bună la uzură, stabilitate chimică bună, rezistență bună la aderență, coeficient de frecare scăzut și preț scăzut.Nu numai că, uneltele ceramice au și duritate ridicată la temperaturi ridicate, care ajunge la HRA80 la 1200 ° C.
În timpul tăierii normale, unealta ceramică are o durabilitate foarte mare, iar viteza sa de tăiere poate fi de 2~5 ori mai mare decât cea a carburii cimentate.Este potrivit în special pentru prelucrarea materialelor cu duritate mare, finisare și prelucrare de mare viteză.Poate tăia diverse oțeluri călite și fontă călită cu duritate de până la HRC65.Utilizate în mod obișnuit sunt ceramica pe bază de alumină, ceramica pe bază de nitrură de siliciu, cermeturile și ceramica întărită cu mustăți.
Uneltele ceramice pe bază de alumină au o duritate roșie mai mare decât carbura cimentată.În general, muchia de tăiere nu va produce deformare plastică în condiții de tăiere de mare viteză, dar rezistența și duritatea sa sunt foarte scăzute.Pentru a-și îmbunătăți duritatea și rezistența la impact, se poate adăuga ZrO sau TiC și amestec TiN.O altă metodă este să adăugați mustăți de metal pur sau carbură de siliciu.Pe lângă duritatea roșie mare, ceramica pe bază de nitrură de siliciu are și o rezistență bună.În comparație cu ceramica pe bază de alumină, dezavantajul său este că este ușor să se producă difuzie la temperatură ridicată la prelucrarea oțelului, ceea ce agravează uzura sculei.Ceramica pe bază de nitrură de siliciu este utilizată în principal pentru strunjirea și frezarea intermitentă a fontei cenușii.
Cermetul este un fel de material pe bază de carbură, în care TiC este principala fază dură (0,5-2 μm) Sunt combinați cu lianți Co sau Ti și sunt similare cu sculele din carbură cimentată, dar au afinitate scăzută, frecare bună și bună rezistenta la uzura.Poate rezista la temperaturi de tăiere mai mari decât carbura cimentată convențională, dar îi lipsește rezistența la impact a carburii cimentate, duritatea în timpul tăierii grele și rezistența la viteză mică și avans mare.
(3) Nitrură de bor cubică (CBN)
CBN este al doilea după diamant în ceea ce privește duritatea și rezistența la uzură și are o duritate excelentă la temperaturi ridicate.În comparație cu ceramica, rezistența la căldură și stabilitatea chimică sunt ușor slabe, dar rezistența la impact și performanța anti-zdrobire sunt mai bune.Este aplicabil pe scară largă la tăierea oțelului întărit (HRC ≥ 50), a fontei cenușii perlitice, a fontei răcite și a superaliajului.În comparație cu sculele din carbură cimentată, viteza sa de tăiere poate fi mărită cu un ordin de mărime.
Instrumentul compozit cu nitrură de bor cubic policristalin (PCBN) cu conținut ridicat de CBN are duritate ridicată, rezistență bună la uzură, rezistență ridicată la compresiune și rezistență bună la impact.Dezavantajele sale sunt stabilitatea termică slabă și inerția chimică scăzută.Este potrivit pentru tăierea aliajelor rezistente la căldură, fontă și metale sinterizate pe bază de fier.Conținutul de particule CBN din uneltele PCBN este scăzut, iar duritatea instrumentelor PCBN care utilizează ceramică ca liant este scăzută, dar compensează stabilitatea termică slabă și inerția chimică scăzută a materialului anterior și este potrivită pentru tăierea oțelului călit.
Când tăiați fonta cenușie și oțelul călit, poate fi selectată unealta ceramică sau unealta CBN.Din acest motiv, ar trebui efectuată o analiză cost-beneficiu și calitatea procesării pentru a determina pe care să o alegeți.Când duritatea de tăiere este mai mică decât HRC60 și se adoptă o rată de avans mică, unealta ceramică este o alegere mai bună.Uneltele PCBN sunt potrivite pentru tăierea pieselor de prelucrat cu duritate mai mare de HRC60, în special pentru prelucrarea automată și prelucrarea de înaltă precizie.În plus, tensiunea reziduală pe suprafața piesei de prelucrat după tăierea cu scule PCBN este, de asemenea, relativ stabilă decât cea cu sculele ceramice în condițiile aceleiași uzuri de flanc.
Când folosiți unealta PCBN pentru tăierea uscată a oțelului întărit, trebuie respectate și următoarele principii: selectați o adâncime de tăiere mare, pe cât posibil, cu condiția ca rigiditatea mașinii-unelte să o permită, astfel încât căldura generată în zona de tăiere să se poată înmuia metalul din partea din față a marginii la nivel local, ceea ce poate reduce eficient uzura instrumentului PCBN.În plus, atunci când se folosește o adâncime de tăiere mică, ar trebui să se țină cont de faptul că conductivitatea termică slabă a instrumentului PCBN poate face ca căldura din zona de tăiere să fie prea târziu pentru a difuza, iar zona de forfecare poate produce, de asemenea, un efect evident de înmuiere a metalului, reduce uzura muchiei de taiere.
2. Structura lamei și parametrii geometrici ai sculelor superhard
Determinarea rezonabilă a formei și a parametrilor geometrici ai sculei este foarte importantă pentru a da un joc complet performanței de tăiere a sculei.În ceea ce privește rezistența sculei, rezistența vârfului sculei a diferitelor forme de lame de la înaltă la mică este: rotund, diamant de 100 °, pătrat, diamant de 80 °, triunghi, diamant de 55 °, diamant de 35 °.După ce materialul lamei este selectat, va fi selectată forma lamei cu cea mai mare rezistență.Lamele de strunjire tare trebuie, de asemenea, alese cât mai mari posibil, iar prelucrarea brută trebuie făcută cu lame circulare și cu rază mare a arcului de vârf.Raza arcului vârfului este de aproximativ 0,8 la finisare μ Aproximativ m.
Așchiile din oțel întărit sunt panglici roșii și moi, cu o mare fragilitate, ușor de spart și care nu se leagă.Suprafața de tăiere din oțel călit este de înaltă calitate și, în general, nu produce acumulare de așchii, dar forța de tăiere este mare, în special forța de tăiere radială este mai mare decât forța de tăiere principală.Prin urmare, instrumentul ar trebui să utilizeze un unghi frontal negativ (merg ≥ - 5 °) și un unghi mare spate (ao=10°~15°).Unghiul principal de deformare depinde de rigiditatea mașinii-unelte, în general 45 ° ~ 60 °, pentru a reduce vibrația piesei de prelucrat și a sculei.
Ora postării: 24-feb-2023