Высокоскоростной режущий инструмент: Материалы и универсальные применения | MachineMFG

Высокоскоростной режущий инструмент: Материалы и универсальные применения

0
(0)

Технология высокоскоростного резания - это новый тип производственной технологии, которая позволяет сократить время обработки инструментов или деталей за счет быстрого процесса обработки и тем самым снизить производственные затраты.

Технология высокоскоростного резания также характеризуется высокой точностью, что делает ее пригодной для обработки деталей, требующих высокой точности. Внедрение технологии высокоскоростной резки позволило предприятиям значительно повысить эффективность производства и конкурентоспособность на рынке.

Для технологии высокоскоростной резки режущий инструмент является его основным компонентом и находится в непосредственном контакте с обрабатываемым материалом в процессе высокоскоростного резания. Поэтому характеристики режущего инструмента напрямую влияют на эффект резания.

Существует множество материалы для режущего инструмента подходящие для высокоскоростной резки, такие как алмаз, нитрид бора, твердый сплав и керамические материалы. Однако у каждого материала есть своя подходящая область применения, и с постоянным появлением новые материалыПоявляется все больше материалов, которые могут быть использованы для изготовления высокоскоростных режущих инструментов, обеспечивая материальную основу для повышения скорости и точности резания.

Твердый сплав

Твердый сплав это сплав, изготовленный методом порошковой металлургии из закалочных соединений тугоплавких металлов и связующих металлов. Он обладает высокой твердостью, жаропрочностью и другими характеристиками, и на практике может использоваться для резки таких материалов, как чугун, стекло, обычный камень, нержавеющая сталь и цветные металлы.

Однако этот материал больше не подходит для самостоятельной резки материал инструмента поскольку требования к процессам резки продолжают расти.

Материалы, модифицированные твердым сплавом

2.1 Легирующие материалы из твердых сплавов

С развитием технологии резания режущие инструменты из одних твердых сплавов становятся недостаточными с точки зрения твердости, износостойкости и термической твердости.

Поэтому люди модифицируют твердые сплавы, добавляя в них такие материалы, как никель, кобальт и карбид вольфрама, чтобы улучшить их свойства. Исследования показали, что характеристики модифицированных твердых сплавов в той или иной степени улучшаются с точки зрения твердости, стойкости к окислению, износостойкости и термической твердости.

Для часто используемых титан Твердые сплавы на основе карбида, добавление нитридов может значительно улучшить их характеристики. Однако этот материал не подходит для обработки сверхвысокотемпературных металлов, высокотемпературных сплавов и цветных металлов.

2.2 Материалы из твердых сплавов с покрытием

Из-за недостаточной производительности обычных твердых сплавов для удовлетворения требований современного высокоскоростного резания, нанесение одного или нескольких слоев других материалов с высокой твердостью, износостойкостью, хорошей смазкой и высокой температурой плавления на поверхность режущих инструментов из твердых сплавов может значительно улучшить их производительность.

В настоящее время для покрытия режущих инструментов из твердых сплавов могут использоваться такие материалы, как карбид титана, глинозем, алмаз и наноматериалы.

Среди них один слой покрытия из карбида титана может в определенной степени повысить твердость инструмента и увеличить скорость резания. Оно также обладает высокой теплопроводностью. Алюмооксидное покрытие обладает большей стойкостью к окислению и износостойкостью, но меньшей теплопроводностью.

Поэтому в практическом применении эти два материала часто комбинируются с третьим материалом, образуя многослойное покрытие, использующее преимущества каждого материала для значительного улучшения режущих свойств инструмента.

При нанесении алмазного покрытия методом химического осаждения из паровой фазы на поверхность режущих инструментов из твердых сплавов наносится тонкий слой алмазной пленки, придающий им свойства алмазных материалов. Твердость и стабильность обычных режущих инструментов из твердых сплавов значительно повышаются.

Кроме того, его стоимость гораздо ниже, чем у алмазных инструментов, поэтому он имеет широкие перспективы применения, особенно при резке цветных металлов и волокнистых материалов. Покрытие наноматериалами - это недавно получившая распространение технология нанесения покрытий, в которой используются различные высокоэффективные наноматериалы для формирования покрытия на поверхности режущих инструментов из твердых сплавов.

Различные комбинации наноматериалов позволяют добиться разных показателей эффективности, что делает его более гибким. Он может быть использован в области высокоскоростного резания, но пока находится на стадии экспериментальных исследований и далек от практического применения.

Керамические материалы:

Керамические материалы считаются передовым материалом для режущего инструмента, обладающим высокой твердостью, хорошей износостойкостью, низким сродством к металлам, хорошей химической стабильностью и длительным сроком службы.

Кроме того, во время высокоскоростной резки при высоких температурах стружка может эффективно отделяться от режущего инструмента.

В сочетании с превосходной термической стабильностью керамики это снижает вероятность аварий при резке, а обработанный шероховатость поверхности заготовки в процессе резания невелика. Это позволяет выполнять "точение вместо шлифования", завершая работу обеих операций только одним процессом на токарном станке, что значительно упрощает процесс и сокращает время обработки.

В практической работе обычно используются керамические материалы для режущих инструментов: керамика на основе глинозема и керамика на основе нитрида кремния.

3.1 Керамические материалы на основе глинозема

Керамика на основе глинозема включает алюмооксидную керамику, алюмокарбидную керамику, алюмометаллическую керамику и алюмометаллокарбидную керамику.

Глиноземистая керамика состоит в основном из глинозема, а для повышения прочности на изгиб в нее добавляют такие вещества, как оксид никеля. Они обладают хорошими высокотемпературными характеристиками и обычно используются для высокоскоростной резки твердых и хрупких материалов, таких как охлажденный чугун и закаленная сталь, с высокой точностью обработки.

Для повышения прочности на изгиб, твердости и вязкости в глиноземистую керамику добавляют смесь металлов, карбидов, нитридов или нескольких веществ, чтобы получить керамические материалы.

Среди них алюмометаллокарбидная керамика обладает наилучшей термической стабильностью и высочайшей твердостью, и может широко использоваться при обработке металлических материалов, таких как легированная сталь, закаленная и отпущенная сталь, литая сталь, никель-хромовые сплавы и неметаллические материалы например, стекловолокно.

3.2 Керамические материалы из нитрида кремния

По сравнению с керамикой на основе глинозема, керамика на основе нитрида кремния обладает более высокой прочностью, вязкостью разрушения и стойкостью к термическим ударам, более низким коэффициентом теплового расширения, модулем Юнга и химической стабильностью. Они плохо сцепляются с чугуном и используются в основном для высокоскоростной резки чугуна.

Материал алмаза

Алмазы известны своей чрезвычайно высокой твердостью, хорошей термической стабильностью и отличной химической устойчивостью, что делает их лучшим материалом для бурение коронки, используемые при бурении.

Благодаря своим выдающимся характеристикам они находят широкое применение в материалах для высокоскоростных режущих инструментов.

В реальной жизни алмазы, которые могут быть использованы в качестве режущих инструментов, включают природные алмазы, искусственно синтезированные монокристаллические алмазы, поликристаллические алмазы и инструменты с алмазным покрытием, полученным химическим осаждением из паровой фазы. Инструменты с алмазным покрытием были рассмотрены в предыдущем разделе.

Режущие инструменты из природного алмаза способны стать лучшими инструментами благодаря своей превосходной износостойкости и твердости. Они также обладают чрезвычайно высокой точностью обработки и могут использоваться для обработки прецизионных инструментов, компонентов, таких как оптические зеркала, микросхемы и многое другое. Однако в настоящее время природные алмазы являются самым дорогим видом режущего инструментального материала.

Монокристаллические алмазы - это алмазы, синтезированные искусственным путем при определенных условиях температуры и давления, и их обработка обходится гораздо дешевле, чем обработка природных алмазов. Они обладают хорошей химической стабильностью, а их размер и форма легко контролируются, что позволяет широко использовать их в таких областях, как механическая обработка, производство электронных плат, оптического стекла и износостойких напольных покрытий.

Поликристаллические алмазы - это материалы, спрессованные при температуре в несколько тысяч градусов Цельсия и нескольких сот мегапаскалей с использованием металлического кобальта в качестве связующего вещества. Их износостойкость чрезвычайно высока, что делает их идеальными для обработки цветных металлов, твердых сплавов и твердых неметаллических материалов.

Заключение

Технология высокоскоростного резания - это волшебное оружие для предприятий, занимающихся механической обработкой, чтобы выжить в условиях жесткой рыночной конкуренции. Использование технологии высокоскоростной резки позволяет значительно повысить скорость и точность обработки.

С непрерывным развитием технологии высокоскоростного резания материалы, используемые в процессе резания, также будут постоянно обновляться и изменяться.

Поэтому необходимо выбирать подходящие режущие инструменты, соответствующие современным требованиям. характеристики процесса и требований к обработке, а также идти в ногу с развитием науки и техники.

Мы должны постоянно применять новые материалы и новые технологии для подготовки высокоскоростных режущих инструментов, постоянно улучшать характеристики инструмента, такие как повышенная прочность, химическая устойчивость и твердость, и способствовать быстрому развитию обрабатывающей промышленности.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх