Обработка металлов: 5 основных материалов для режущего инструмента | MachineMFG

Обработка металлов: 5 основных материалов для режущего инструмента

0
(0)

См. также:

Виды материалов для режущего инструмента

1. Высокий быстрорежущая сталь

Быстрорежущая сталь

Высокоскоростной сталь является одним из видов Инструментальная сталь, известная своей высокой твердостью, износостойкостью и жаропрочностью, достигаемыми за счет добавления таких элементов, как вольфрам, молибден, хром и ванадий. Также известна как быстрорежущая инструментальная сталь или сталь для горячей обработки, ее обычно называют "белой сталью".

Быстрорежущая сталь используется в основном для создания сложных, легких и ударопрочных металлорежущих инструментов. Процесс изготовления инструментов из быстрорежущей стали прост и позволяет легко затачивать их, поэтому они по-прежнему составляют значительную часть металлорежущих инструментов, несмотря на появление более новых материалов.

2. Цементированный cарбида

Цементированный карбид

Цементированный карбид представляет собой сплав из тугоплавких металлов и связующих металлов, полученный с помощью P/M металлургических технологий. Этот материал обладает превосходными свойствами, такими как высокая твердость, износостойкость, хорошая прочность и вязкость, жаропрочность и коррозионная стойкость.

В частности, его высокая твердость и износостойкость остаются неизменными даже при температурах до 500°C, а при 1000°C он по-прежнему имеет высокую твердость. Таким образом, цементированный карбид обладает более высокой производительностью резания по сравнению с быстрорежущей сталью и позволяет повысить стойкость инструмента в несколько десятков раз.

При той же прочности цементированный карбид позволяет увеличить скорость резания в 4-10 раз. Благодаря этому он широко используется в качестве инструментального материала, способного резать такие труднообрабатываемые материалы, как жаропрочная сталь, нержавеющая сталь, высокомарганцевая сталь и инструментальная сталь.

3. Алмаз

Алмаз

Алмаз считается самым твердым веществом с исключительной теплопроводностью среди известных минеральных материалов. Его износ при трении с различными металлическими и неметаллическими материалами составляет всего 1/50-1/800 от цементированного карбида, что делает его идеальным материалом для режущих инструментов.

В основном режущие инструменты изготавливаются из искусственных монокристаллических алмазов. Режущая кромка алмазных инструментов невероятно острая, что важно для срезания стружки небольшого сечения. Режущая кромка имеет низкую шероховатость и низкий коэффициент трения, что делает маловероятным образование сколов в процессе резания, а значит, позволяет получать высококачественные обработанные поверхности.

Существует три типа алмазных режущих инструментов: инструменты с природным монокристаллом алмаза, инструменты с твердым синтетическим монокристаллом алмаза и инструменты с алмазным компаундом. Однако инструменты с природными алмазами редко используются в реальном производстве из-за их высокой стоимости.

4. Кубический нитрид бора

Кубический нитрид бора

Это недавно разработанный искусственно синтезированный материал, спеченный из порошка КНБ (кубического нитрида бора) и небольшого количества связующего (такого как Co-Ni, TiC, TiN или Al2O3) при высокой температуре и давлении и с помощью катализатора. Он обладает высокой твердостью, хорошей абразивной стойкостью, исключительной химической стабильностью и более высокой термической стабильностью по сравнению с алмазными инструментами.

Он может сохранять свои свойства даже при температурах 1200-1300°C и не вступает в реакцию с металлами группы железа, что делает его идеальным для обработки стали. Таким образом, режущие инструменты из CBN используются в основном для эффективной обработки труднообрабатываемых материалов и имеют широкий спектр применения в обрабатывающей промышленности.

5. Керамика

Керамика

Основными преимуществами керамических инструментальных материалов являются их высокая твердость и стойкость к истиранию, а также минимальное снижение прочности на изгиб и стойкость к изгибу при высоких температурах.

Они обладают высокой химической стабильностью, низким сродством к металлам и хорошей устойчивостью к окислению при высоких температурах. Они не вступают в реакцию со сталью даже при температурах плавления, что приводит к уменьшению адгезии, диффузии и окислительного износа, а также к снижению коэффициента трения. Кроме того, стружка реже прилипает к режущему инструменту, и вероятность образования сколов снижается.

Однако к недостаткам керамических инструментов можно отнести высокую хрупкость, низкую прочность и вязкость, а также более слабую прочность на изгиб по сравнению с цементированным карбидом.

Критерии выбора материалов для режущего инструмента

При выборе материалов для режущего инструмента необходимо учитывать различные факторы, чтобы обеспечить оптимальную производительность и долговечность. В этом разделе я расскажу о своих основных соображениях при выборе материалов для режущего инструмента: Прочность и твердостьПрочность, износостойкость, термостабильность и доступность.

Прочность и твердость

Прочность и твердость определяют способность материала противостоять силам резания и напряжениям, возникающим при обработке. При оценке этих свойств я обычно учитываю следующее:

  • Высокая прочность на разрыв: Позволяет режущему инструменту противостоять деформации и разрушению под действием нагрузок при резании.
  • Высокая твердость: Это обеспечивает материалу отличную устойчивость к износу и деформации режущей кромки.

Прочность

Вязкость - важнейший фактор, поскольку она измеряет способность материала поглощать энергию и сопротивляться разрушению или сколам. Когда я оцениваю вязкость материала режущего инструмента, я учитываю:

  • Устойчивость к сколам: Режущий инструмент должен сохранять свою режущую кромку без сколов, которые могут повлиять на качество обработанной детали.
  • Устойчивость к ударам: Материал должен выдерживать внезапные нагрузки и удары, возникающие при прерывистых операциях резки.

Износостойкость

Поскольку в процессе обработки режущий инструмент постоянно испытывает трение, износостойкость является критически важным фактором. Я уделяю особое внимание:

  • Устойчивость к абразивному износу: Снижение скорости износа режущей кромки обеспечивает сохранение остроты и точности режущего инструмента.
  • Устойчивость к адгезивному износу: Материал должен предотвращать образование связей между поверхностью инструмента и заготовкой, что приводит к переносу материала и, в конечном счете, к износу.

Термическая стабильность

Поскольку при обработке режущие инструменты создают высокую температуру, термическая стабильность имеет жизненно важное значение. Я рассматриваю способность материала:

  • Выдерживают высокие температуры: Материал режущего инструмента должен сохранять свои твердость и прочность даже при повышенных температурах.
  • Сопротивление термической усталости: Материал должен выдерживать резкие перепады температуры без образования трещин и изломов в режущем инструменте.

Доступность

Наконец, я оцениваю доступность материала режущего инструмента, поскольку стоимость является существенным фактором в любом процессе обработки. Я принимаю во внимание:

  • Стоимость материала: Стоимость материала режущего инструмента не должна превышать его эксплуатационные преимущества.
  • Срок службы инструмента: Более длительный срок службы инструмента может компенсировать более высокую стоимость, поскольку сокращает частоту замены инструмента и время простоя в обслуживании.

Тщательно изучив эти факторы, я смогу выбрать наилучший материал для режущего инструмента для моих конкретных требований к обработке.

Операции механической обработки

По моему опыту, материалы для режущего инструмента необходимы для различных операций обработки. Они помогают повысить производительность, снизить затраты и добиться лучшего качества продукции. К числу распространенных операций механической обработки относятся:

  • Фрезерование: Здесь режущие инструменты удаляют материал с заготовки посредством вращательного движения. Инструменты из быстрорежущей стали (HSS) и твердого сплава обеспечивают отличную производительность при выполнении этой операции.
  • Поворот: При выполнении этой операции я наблюдал, как одноточечные режущие инструменты удаляют материал с заготовки при ее вращении. К распространенным материалам относятся керамика, поликристаллический алмаз (PCD) и твердый сплав.
  • Бурение: Когда бурениеДля создания цилиндрических отверстий в заготовке используется многоточечный или одноточечный режущий инструмент. Для этой операции я предпочитаю использовать инструменты из быстрорежущей стали и твердого сплава.

Новые технологии

Я заметил несколько новых технологий, формирующих индустрию режущих инструментов. К ним относятся:

  • Аддитивное производство: Эта технология позволяет изготавливать режущие инструменты со сложной геометрией, сокращая отходы материала и время производства.
  • Технологии нанесения покрытий: Современные покрытия, такие как алмазоподобный углерод и нанокомпозитные покрытия, обещают повысить износостойкость, увеличить срок службы инструмента и улучшить производительность.
  • Умные инструменты: Мой опыт работы с инструментами, интегрированными с датчиками и беспроводной связью, показывает потенциал для мониторинга в реальном времени и предиктивного обслуживания, что приводит к сокращению времени простоя и оптимизации использования инструмента.

Оставаясь информированными в этих областях, профессионалы отрасли могут принимать лучшие решения и максимально повышать эффективность своих режущих инструментов.

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?

1 комментарий к “Metal Machining: The 5 Key Cutting Tool Materials”

  1. Прасенджит Мукерджи

    _______ инструментальный материал подходит для резки неметаллических материалов?
    A. Углеродистая сталь
    B. Быстрорежущая сталь
    C. Сталит
    D. Все вышеперечисленное

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх