Dobrý kůň potřebuje dobré sedlo a používá se pokročilé CNC obráběcí zařízení. Pokud jsou použité nástroje špatné, bude to k ničemu! Výběr vhodných nástrojových materiálů má velký vliv na životnost nástroje, efektivitu zpracování, kvalitu zpracování a náklady na zpracování. Tento článek poskytuje suché zboží o znalostech nožů, záložkách a vpřed, pojďme se společně učit.
01
Nástrojové materiály by měly mít základní vlastnosti
Výběr materiálu nástroje má velký vliv na životnost nástroje, efektivitu zpracování, kvalitu zpracování a náklady na zpracování. Když nástroj řeže, musí nést účinky vysokého tlaku, vysoké teploty, tření, rázů a vibrací. Materiál nástroje by proto měl mít následující základní vlastnosti:
(1) Tvrdost a odolnost proti opotřebení. Tvrdost materiálu nástroje musí být vyšší než tvrdost materiálu obrobku, obecně nad 60 HRC. Čím tvrdší je materiál nástroje, tím lepší je odolnost proti opotřebení.
(2) Pevnost a houževnatost. Nástrojové materiály by měly mít vysokou pevnost a houževnatost, aby vydržely řezné síly, rázy a vibrace a zabránily křehkému lomu a vylamování nástrojů.
(3) Tepelná odolnost. Tepelná odolnost materiálu nástroje je lepší, snese vysokou teplotu řezání a má dobrou odolnost proti oxidaci.
(4) Výkonnost a hospodárnost procesu. Nástrojové materiály by měly mít dobrý výkon při kování, tepelném zpracování, svařovacím výkonu, brusném výkonu atd. a měly by dosahovat vysokého poměru výkonu a ceny.
02
Druhy, vlastnosti, vlastnosti a použití materiálů řezných nástrojů
1. Materiál diamantového nástroje
Diamant je alotrop uhlíku, nejtvrdší materiál, jaký se kdy v přírodě našel. Diamantové nástroje mají vysokou tvrdost, vysokou odolnost proti opotřebení a vysokou tepelnou vodivost a jsou široce používány při zpracování neželezných kovů a nekovových materiálů. Zejména při vysokorychlostním řezání hliníku a slitin křemíku a hliníku jsou diamantové nástroje hlavními typy řezných nástrojů, které je obtížné nahradit. Diamantové nástroje, které mohou dosáhnout vysoké účinnosti, vysoké stability a dlouhé životnosti obrábění, jsou nepostradatelnými a důležitými nástroji moderního CNC obrábění.
⑴ Typy diamantových nástrojů
① Přírodní diamantový nástroj: Přírodní diamant se používá jako řezný nástroj po stovky let. Přírodní monokrystalický diamantový nástroj byl jemně broušen a řezná hrana může být broušena extrémně ostře. Poloměr řezné hrany může dosáhnout 0,002μm, což může realizovat ultratenké řezání a může Je to uznávaný, ideální a nenahraditelný ultrapřesný obráběcí nástroj pro zpracování extrémně vysoké přesnosti obrobku a extrémně nízké drsnosti povrchu.
② Diamantový nástroj PCD: Přírodní diamant je drahý a polykrystalický diamant (PCD) je široce používán při řezání. Od počátku 70. let byl vyvinut polykrystalický diamant (polykrystalický diamant, zkráceně PCD). Po úspěchu byly přírodní diamantové nástroje v mnoha případech nahrazeny umělými polykrystalickými diamanty. Suroviny PCD jsou bohaté na zdroje a jeho cena je jen několik desetin až desetina přírodních diamantů. PKD nástroje nelze vybrousit do extrémně ostrého povrchu Kvalita povrchu opracovávaného obrobku není tak dobrá jako u přírodního diamantu a v průmyslu není vhodné vyrábět PKD kotouče s lamači třísek. Proto lze PCD použít pouze pro jemné řezání neželezných kovů a nekovů a je obtížné dosáhnout superpřesného zrcadlového řezání.
③ CVD diamantové nástroje: Od konce 70. do počátku 80. let se v Japonsku objevila technologie CVD diamantů. CVD diamant označuje syntézu diamantového filmu na heterogenních substrátech (jako je slinutý karbid, keramika atd.) chemickou depozicí z plynné fáze (CVD). CVD diamant má přesně stejnou strukturu a vlastnosti jako přírodní diamant. Výkon CVD diamantu je velmi blízký výkonu přírodního diamantu a má výhody přírodního monokrystalického diamantu a polykrystalického diamantu (PCD) a do určité míry překonává jejich nedostatky.
⑵ Výkonnostní charakteristiky diamantových nástrojů
① Extrémně vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení: Přírodní diamant je nejtvrdší látka v přírodě. Diamant má extrémně vysokou odolnost proti opotřebení. Při zpracování materiálů s vysokou tvrdostí je životnost diamantových nástrojů 10 až 100krát delší než u nástrojů ze slinutého karbidu, nebo dokonce stokrát.
② Velmi nízký koeficient tření: koeficient tření mezi diamantem a některými neželeznými kovy je nižší než u jiných nástrojů, koeficient tření je nízký, deformace během zpracování je malá a řezná síla může být snížena.
3 tenké řezání a ultra přesné obrábění.
④ Vysoká tepelná vodivost: diamant má vysokou tepelnou vodivost a tepelnou difuzivitu, řezné teplo se snadno odvádí a teplota řezné části nástroje je nízká.
⑤ Nízký koeficient tepelné roztažnosti: Koeficient tepelné roztažnosti diamantu je několikrát menší než koeficient slinutého karbidu a změna velikosti nástroje způsobená řezným teplem je velmi malá, což je zvláště důležité pro přesné a ultra přesné obrábění, které vyžaduje vysokou rozměrová přesnost.
⑶ Aplikace diamantových nástrojů
Diamantové nástroje se většinou používají pro jemné řezání a vyvrtávání neželezných kovů a nekovových materiálů vysokou rychlostí. Je vhodný pro zpracování různých nekovů odolných proti opotřebení, jako jsou polotovary z FRP práškové metalurgie, keramické materiály atd.; různé neželezné kovy odolné proti opotřebení, jako jsou různé slitiny křemíku a hliníku; různé dokončovací zpracování neželezných kovů.
Nevýhodou diamantových nástrojů je špatná tepelná stabilita. Když teplota řezání překročí 700 stupňů až 800 stupňů, zcela ztratí svou tvrdost; navíc není vhodný pro řezání železných kovů, protože diamant (uhlík) se při vysokých teplotách snadno spojuje se železem. Atomové působení převádí atomy uhlíku na grafitovou strukturu a nástroj se snadno poškodí.
2. Nástrojový materiál kubický nitrid boru
Kubický nitrid boru (CBN), druhý supertvrdý materiál syntetizovaný metodou podobnou diamantu, je po diamantu druhý z hlediska tvrdosti a tepelné vodivosti. Má vynikající tepelnou stabilitu a může se zahřát na 10,000 stupňů v atmosféře. K oxidaci nedochází. CBN má extrémně stabilní chemické vlastnosti pro železné kovy a může být široce používán při zpracování ocelových výrobků.
⑴ Typy řezných nástrojů kubického nitridu boru
Kubický nitrid boru (CBN) je látka, která se v přírodě nevyskytuje. Lze jej rozdělit na monokrystalický a polykrystalický, a to monokrystalický CBN a polykrystalický kubický nitrid boru (PCBN). CBN je jedním z izomerů nitridu boru (BN) a jeho struktura je podobná struktuře diamantu.
PCBN (polykrystalický kubický nitrid boru) je polykrystalický materiál, který spéká jemné materiály CBN prostřednictvím vazebné fáze (TiC, TiN, Al, Ti atd.) za vysoké teploty a vysokého tlaku. Diamantový nástrojový materiál, to a diamant společně označované jako supertvrdý nástrojový materiál. PCBN se používá hlavně k výrobě nožů nebo jiných nástrojů.
PCBN nástroje lze rozdělit na integrální PCBN čepele a PCBN kompozitní čepele slinuté slinutým karbidem.
Kompozitní vložky PCBN se vyrábějí slinováním vrstvy PCBN o tloušťce {{0}},5 až 1,0 mm na slinutém karbidu s dobrou pevností a houževnatostí. Jeho výkon má jak dobrou houževnatost, tak vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Řeší se problémy nízké pevnosti v ohybu a potíží se svařováním CBN destiček.
⑵ Hlavní vlastnosti a charakteristiky kubického nitridu boru
Přestože tvrdost kubického nitridu boru je o něco nižší než u diamantu, je mnohem vyšší než u jiných materiálů s vysokou tvrdostí. Výjimečná výhoda CBN je, že jeho tepelná stabilita je mnohem vyšší než u diamantu, který může dosáhnout více než 1200 stupňů (700-800 stupňů pro diamant). reakce. Hlavní výkonnostní charakteristiky kubického nitridu boru jsou následující.
① Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení: Krystalová struktura CBN je podobná diamantu a má podobnou tvrdost a pevnost jako diamant. PCBN je zvláště vhodné pro zpracování materiálů s vysokou tvrdostí, které bylo možné dříve pouze brousit, a může získat lepší kvalitu povrchu obrobků.
② Vysoká tepelná stabilita: Tepelná odolnost CBN může dosáhnout 1400-1500 stupně, což je téměř 1krát více než u diamantu (700-800 stupně ). Nástroje PCBN mohou řezat vysokoteplotní slitiny a kalené oceli rychlostí 3 až 5krát vyšší než u nástrojů ze slinutého karbidu.
③Vynikající chemická stabilita: Při 1200-1300 stupni nedochází k chemické interakci s materiály na bázi železa a neopotřebovává se tak prudce jako diamant a v tuto chvíli si stále může zachovat tvrdost slinutého karbidu; Nástroje PCBN jsou vhodné pro řezání kalených ocelových dílů a chlazené litiny, mohou být široce používány při vysokorychlostním řezání litiny.
④ Dobrá tepelná vodivost: Ačkoli tepelná vodivost CBN není tak dobrá jako u diamantu, tepelná vodivost PCBN je na druhém místě za diamantem mezi různými nástrojovými materiály a je mnohem vyšší než u rychlořezné oceli a slinutého karbidu.
⑤ Má nízký koeficient tření: nízký koeficient tření může snížit řeznou sílu během řezání, snížit teplotu řezání a zlepšit kvalitu zpracovávaného povrchu.
⑶ Aplikace nástroje kubický nitrid boru
Kubický nitrid boru je vhodný pro konečnou úpravu různých obtížně obrobitelných materiálů, jako je kalená ocel, tvrdá litina, superslitina, tvrdá slitina a materiály pro povrchové nástřiky. Přesnost obrábění může dosáhnout IT5 (otvor je IT6) a drsnost povrchu může být až Ra1.25-0.20μm.
Nástrojový materiál kubický nitrid boru má špatnou houževnatost a pevnost v ohybu. Proto soustružnické nástroje z kubického nitridu boru nejsou vhodné pro hrubé obrábění s nízkou rychlostí a vysokým rázovým zatížením; V případě kovu dojde k silnému nahromadění hrany, což zhorší obrobený povrch.
3. Materiál keramického nože
Keramické nože se vyznačují vysokou tvrdostí, dobrou odolností proti opotřebení, vynikající tepelnou odolností a chemickou stabilitou a nelze je snadno spojit s kovem. Keramické řezné nástroje zaujímají v CNC obrábění velmi důležité postavení. Keramické řezné nástroje se staly jedním z hlavních řezných nástrojů pro vysokorychlostní řezání a zpracování obtížně obrobitelných materiálů. Keramické řezné nástroje jsou široce používány při vysokorychlostním řezání, suchém řezání, tvrdém řezání a řezání obtížně obrobitelných materiálů. Keramické nože dokážou efektivně zpracovat vysoce tvrdé materiály, které tradiční nože vůbec nedokážou zpracovat, a realizovat „nahrazení broušení autem“; optimální řezná rychlost keramických nožů může být 2 až 10krát vyšší než u nožů ze slinutého karbidu, čímž se výrazně zlepší výrobní efektivita řezného zpracování Hlavní surovinou používanou v keramických nástrojových materiálech je nejhojněji zastoupený prvek v zemské kůře. Proto má popularizace a aplikace keramických nástrojů velký význam pro zlepšení produktivity, snížení nákladů na zpracování a úsporu strategických drahých kovů a také výrazně podpoří rozvoj technologie řezání. pokrok.
⑴ Typy materiálů keramických nástrojů
Typy keramických nástrojových materiálů lze obecně rozdělit do tří kategorií: keramika na bázi oxidu hlinitého, keramika na bázi nitridu křemíku a kompozitní keramika na bázi nitridu křemíku a oxidu hlinitého. Mezi nimi jsou nejpoužívanější keramické nástrojové materiály na bázi oxidu hlinitého a nitridu křemíku. Výkon keramiky na bázi nitridu křemíku je lepší než u keramiky na bázi oxidu hlinitého.
⑵ Výkon a vlastnosti keramických řezných nástrojů
① Vysoká tvrdost a dobrá odolnost proti opotřebení: Přestože tvrdost keramických nástrojů není tak vysoká jako u PCD a PCBN, je mnohem vyšší než u nástrojů ze slinutého karbidu a rychlořezné oceli a dosahuje 93-95HRA. Keramické nástroje mohou zpracovávat materiály s vysokou tvrdostí, které se tradičními nástroji obtížně zpracovávají, a jsou vhodné pro vysokorychlostní řezání a tvrdé řezání.
② Vysoká teplotní odolnost a dobrá tepelná odolnost: Keramické nástroje mohou stále řezat při vysokých teplotách nad 1200 stupňů. Keramické nože mají dobré mechanické vlastnosti za vysokých teplot a odolnost vůči oxidaci keramických nožů A12O3 je zvláště dobrá. I když je řezná hrana rozžhavená, lze ji používat nepřetržitě. Keramické nástroje proto mohou dosáhnout suchého řezání, což může šetřit řeznou kapalinu.
③ Dobrá chemická stabilita: Keramické řezné nástroje se nesnadno spojují s kovem a jsou odolné proti korozi a chemicky stabilní, což může snížit opotřebení řezných nástrojů při lepení.
④ Nízký koeficient tření: Afinita mezi keramickými nástroji a kovem je malá a koeficient tření je nízký, což může snížit řeznou sílu a teplotu řezání.
⑶ Aplikace keramických nožů
Keramika je jedním z nástrojových materiálů používaných především pro vysokorychlostní dokončování a polodokončování. Keramické řezné nástroje jsou vhodné pro řezání všech druhů litiny (šedá litina, tvárná litina, temperovaná litina, chlazená litina, vysoce legovaná litina odolná proti opotřebení) a oceli (uhlíková konstrukční ocel, legovaná konstrukční ocel, vysokopevnostní ocel , ocel s vysokým obsahem manganu, kalená ocel atd.), lze také použít k řezání slitin mědi, grafitu, technických plastů a kompozitních materiálů.
Existují problémy s nízkou pevností v ohybu a špatnou rázovou houževnatostí při výkonu materiálů keramických řezných nástrojů, které nejsou vhodné pro řezání při nízké rychlosti a rázovém zatížení.
4. Povlakovaný materiál nástroje
Povlakování nástroje je jedním z důležitých způsobů, jak zlepšit výkon nástroje. Vznik řezných nástrojů s povlakem přinesl zásadní průlom v řezném výkonu řezných nástrojů. Povlakovaný nástroj je potažen jednou nebo více vrstvami žáruvzdorné směsi s dobrou odolností proti opotřebení na tužším těle nástroje, které kombinuje substrát nástroje s tvrdým povlakem, takže výkon nástroje se výrazně zlepší. Povlakované řezné nástroje mohou zlepšit efektivitu zpracování, zlepšit přesnost zpracování, prodloužit životnost nástroje a snížit náklady na zpracování.
Asi 80 procent řezných nástrojů používaných v nových CNC obráběcích strojích používá nástroje s povlakem. Povlakované řezné nástroje budou v budoucnu nejdůležitějšími nástrojovými odrůdami v oblasti CNC obrábění.
⑴ Typy nástrojů s povlakem
Podle různých metod povlakování lze nástroje s povlakem rozdělit na nástroje potažené chemickým nanášením z plynné fáze (CVD) a nástroje s povlakem potažené fyzikální depozicí z plynné fáze (PVD). Nástroje s povlakem z karbidu obecně používají chemické nanášení par a teplota nanášení je kolem 1000 stupňů. Nástroje z rychlořezné oceli s povlakem obecně používají fyzikální nanášení par a teplota nanášení je asi 500 stupňů;
Podle různých materiálů substrátu nástrojů s povlakem lze nástroje s povlakem rozdělit na nástroje s povlakem z karbidu, nástroje s povlakem z rychlořezné oceli a nástroje s povlakem na keramiku a supertvrdé materiály (diamant a kubický nitrid boru).
Podle povahy povlakového materiálu lze povlakované nástroje rozdělit do dvou kategorií, a to nástroje s "tvrdým" povlakem a nástroje s "měkkým" povlakem. Hlavní cíle, které sledují nástroje s „tvrdým“ povlakem, jsou vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení. Jeho hlavními výhodami jsou vysoká tvrdost a dobrá odolnost proti opotřebení, typicky povlaky TiC a TiN. Cílem, který sledují "měkké" povlakovací nástroje, je nízký koeficient tření, známý také jako samomazné nástroje, a jeho tření s materiálem obrobku. Koeficient je velmi nízký, pouze asi 0,1, což může snížit lepení, snížení tření, snížení řezné síly a řezné teploty.
Nedávno byly vyvinuty nástroje pro nanojezení. Tento povlakovaný nástroj může používat různé kombinace různých povlakových materiálů (jako je kov/kov, kov/keramika, keramika/keramika atd.), aby byly splněny různé funkční a výkonnostní požadavky. Správně navržený nano-povlak může způsobit, že nástrojový materiál bude mít vynikající funkce proti tření a opotřebení a samomazné vlastnosti, což je vhodné pro vysokorychlostní suché řezání.
⑵ Charakteristika povlakovaných nástrojů
① Dobrý mechanický a řezný výkon: Povlakovaný nástroj kombinuje vynikající vlastnosti základního materiálu a povlakového materiálu, který nejen zachovává dobrou houževnatost a vysokou pevnost základny, ale má také vysokou tvrdost, vysokou odolnost proti opotřebení a nízké opotřebení odolnost povlaku. koeficient tření. Proto může být řezná rychlost potaženého nástroje zvýšena více než 2krát než u nepovlakovaného nástroje a je povolena vyšší rychlost posuvu. Také se prodlouží životnost povlakovaného nástroje.
② Silná všestrannost: Nástroje s povlakem mají širokou všestrannost a rozsah zpracování je výrazně rozšířen. Jeden nástroj s povlakem může nahradit několik nástrojů bez povlaku.
③ Tloušťka povlaku: Se zvýšením tloušťky povlaku se také zvýší životnost nástroje, ale když tloušťka povlaku dosáhne nasycení, životnost nástroje se již výrazně nezvýší. Když je povlak příliš silný, je snadné způsobit odlupování; když je povlak příliš tenký, odolnost proti opotřebení je špatná.
④ Přebrousitelnost: Čepele s povlakem mají špatnou přebrusitelnost, složité lakovací zařízení, vysoké požadavky na proces a dlouhou dobu lakování.
⑤ Povlakový materiál: nástroje s různými povlakovými materiály mají různý řezný výkon. Například: při řezání nízkou rychlostí má povlak TiC výhodu; při řezání vysokou rychlostí je vhodnější TiN.
⑶ Aplikace nástrojů s povlakem
Povlakované řezné nástroje mají velký potenciál v oblasti CNC obrábění a v budoucnu budou nejvýznamnější nástrojovou variantou v oblasti CNC obrábění. Technologie povlakování byla aplikována na stopkové frézy, výstružníky, vrtáky, zpracování složených otvorů
Řezné nástroje, frézy na ozubení, frézy na tvarování ozubení, frézy na frézování ozubení, tvářecí protahovače a různé vyměnitelné břitové destičky pro strojní upínače splňují potřeby vysokorychlostního řezání a zpracování různých ocelí, litin, žáruvzdorných slitin a neželezných kovů.
5. Materiál nástroje z tvrdokovu
Karbidové řezné nástroje, zejména vyměnitelné tvrdokovové řezné nástroje, jsou předními produkty CNC obráběcích nástrojů. Od 80. let 20. století byly různé integrální a vyměnitelné tvrdokovové řezné nástroje nebo břity rozšířeny na různé V oblasti různých řezných nástrojů se vyměnitelné tvrdokovové nástroje rozšířily z jednoduchých soustružnických nástrojů a čelních fréz na různé přesné, složité a tvářecí nástrojové obory.
⑴ Typy nástrojů ze slinutého karbidu
Podle hlavního chemického složení lze slinutý karbid rozdělit na slinutý karbid na bázi karbidu wolframu a slinutý karbid na bázi uhlíku (nitridu) titanu (TiC(N)).
Slinutý karbid na bázi karbidu wolframu zahrnuje tři typy: wolfram-kobalt (YG), wolfram-kobalt-titan (YT) a vzácné karbidy (YW), z nichž každý má své výhody a nevýhody. Hlavními složkami jsou karbid wolframu (WC), karbid titanu (TiC), karbid tantalu (TaC), karbid niobu (NbC) atd. a běžně používanou fází kovového pojiva je Co.
Slinutý karbid na bázi uhlíku (nitridu) na bázi titanu je slinutý karbid s TiC jako hlavní složkou (přidávají se některé další karbidy nebo nitridy) a běžně používanými fázemi kovových pojiv jsou Mo a Ni.
ISO (International Organization for Standardization) rozděluje slinutý karbid pro řezání do tří kategorií:
Kategorie K, včetně Kl{0}} ~ K40, je ekvivalentní kategorii YG v mé zemi (hlavní složkou je WC.Co).
Kategorie P, včetně P01~P50, je ekvivalentní kategorii YT v mé zemi (skládá se hlavně z WC.TiC.Co).
Kategorie M, včetně M10~M40, je ekvivalentní kategorii YW v mé zemi (hlavní složkou je WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Každá třída představuje řadu slitin od vysoké tvrdosti po maximální houževnatost s čísly mezi 01 a 50.
⑵ Výkonnostní charakteristiky řezných nástrojů ze slinutého karbidu
① Vysoká tvrdost: Řezné nástroje ze slinutého karbidu jsou vyrobeny z karbidu s vysokou tvrdostí a bodem tání (tzv. tvrdá fáze) a kovového pojiva (tzv. vazebná fáze) metodou práškové metalurgie a jeho tvrdost dosahuje 89-93HRA, mnohem vyšší než rychlořezné oceli, při 5400C může tvrdost stále dosáhnout 82-87HRA, což je stejné jako u rychlořezné oceli při pokojové teplotě (83-86HRA). Hodnota tvrdosti slinutého karbidu se mění s povahou, množstvím, velikostí částic a obsahem kovové vazebné fáze karbidu a obecně klesá s rostoucím obsahem vazebné kovové fáze. Když je obsah pojivové fáze stejný, tvrdost slitin YT je vyšší než u slitin YG a slitiny s přídavkem TaC (NbC) mají vyšší tvrdost při vysokých teplotách.
② Pevnost v ohybu a houževnatost: Pevnost v ohybu běžně používaného slinutého karbidu je v rozsahu 900-1500MPa. Čím vyšší je obsah fáze kovového pojiva, tím vyšší je pevnost v ohybu. Když je obsah pojiva stejný, pevnost slitiny typu YG (WC-Co) je vyšší než pevnost slitiny typu YT (WC-TiC-Co) a pevnost klesá s rostoucím obsahem TiC. Slinutý karbid je křehký materiál a jeho rázová houževnatost při pokojové teplotě je pouze 1/30 až 1/8 rázové houževnatosti rychlořezné oceli.
⑶ Aplikace běžně používaných tvrdokovových řezných nástrojů
Slitiny YG se používají především pro zpracování litiny, neželezných kovů a nekovových materiálů. Jemnozrnné tvrdé slitiny (jako YG3X, YG6X) mají vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení než střednězrnné tvrdé slitiny při stejném obsahu kobaltu a jsou vhodné pro zpracování některé speciální tvrdé litiny, austenitické nerezové oceli, žáruvzdorné slitiny, slitina titanu, tvrdý bronz a izolační materiály odolné proti opotřebení atd.
Vynikající výhody slinutého karbidu typu YT jsou vysoká tvrdost, dobrá tepelná odolnost, vyšší tvrdost a pevnost v tlaku při vysoké teplotě než u typu YG a dobrá odolnost proti oxidaci. Proto, když se požaduje, aby měl nůž vyšší tepelnou odolnost a odolnost proti opotřebení, měla by být zvolena třída s vyšším obsahem TiC. Slitiny YT jsou vhodné pro zpracování plastových materiálů, jako je ocel, ale nejsou vhodné pro zpracování slitin titanu a slitin křemíku a hliníku.
Slitina YW má vlastnosti slitin YG a YT a má dobrý komplexní výkon. Lze jej použít nejen pro zpracování ocelových materiálů, ale také pro zpracování litiny a barevných kovů. Při vhodném zvýšení obsahu kobaltu může být pevnost tohoto typu slitiny velmi vysoká a lze ji použít pro hrubé obrábění a přerušované řezání různých obtížně obrobitelných materiálů.
6. Vysokorychlostní ocelové nože
Vysokorychlostní ocel (zkráceně HSS) je vysoce legovaná nástrojová ocel s přidáním více legujících prvků, jako je W, Mo, Cr a V. Řezné nástroje z rychlořezné oceli mají vynikající komplexní výkon z hlediska pevnosti, houževnatosti a vyrobitelnosti. Ve složitých řezných nástrojích, zejména při výrobě nástrojů pro obrábění otvorů, fréz, závitových nástrojů, protahovačů, nástrojů na řezání ozubených kol a dalších složitých řezných nástrojů, zaujímá stále dominantní postavení rychlořezná ocel. Nože z rychlořezné oceli se snadno brousí břity.
Podle různých použití lze rychlořeznou ocel rozdělit na rychlořeznou ocel pro všeobecné použití a vysoce výkonnou rychlořeznou ocel.
a
⑴ Univerzální řezné nástroje z rychlořezné oceli
a
Vysokorychlostní ocel pro všeobecné použití. Obecně ji lze rozdělit do dvou typů: wolframová ocel a wolframová molybdenová ocel. Tento typ rychlořezné oceli obsahuje přísadu (C) 0,7 procenta až 0,9 procenta. Podle různého obsahu wolframu v oceli ji lze rozdělit na wolframovou ocel s 12 procenty nebo 18 procenty W, wolfram-molybdenovou ocel s 6 procenty nebo 8 procenty W a molybdenovou ocel s 2 procenty nebo žádným W. . Univerzální rychlořezná ocel má určitou tvrdost (63-66HRC) a odolnost proti opotřebení, vysokou pevnost a houževnatost, dobrou plasticitu a technologii zpracování, proto je široce používána při výrobě různých složitých nástrojů.
① Wolframová ocel: Typická třída wolframové oceli pro všeobecné použití z vysokorychlostní oceli je W18Cr4V (zkráceně W18), která má dobrý komplexní výkon. Vysokoteplotní tvrdost při 6000 C je 48,5 HRC a lze ji použít k výrobě různých složitých nástrojů. Má výhody dobré brousitelnosti a nízké citlivosti na oduhličení, ale vzhledem k vysokému obsahu karbidů je distribuce poměrně nerovnoměrná, částice jsou velké a pevnost a houževnatost nejsou vysoké.
② Wolfram-molybdenová ocel: označuje rychlořeznou ocel získanou nahrazením části wolframu ve wolframové oceli molybdenem. Typická třída wolfram-molybdenové oceli je W6Mo5Cr4V2, (zkráceně M2). Karbidové částice M2 jsou jemné a jednotné a jeho pevnost, houževnatost a plasticita při vysokých teplotách jsou lepší než u W18Cr4V. Další wolfram-molybdenovou ocelí je W9Mo3Cr4V (zkráceně W9), její tepelná stabilita je o něco vyšší než u oceli M2, její pevnost v ohybu a houževnatost jsou lepší než u W6M05Cr4V2 a má dobrou obrobitelnost.
⑵ Vysoce výkonné řezné nástroje z rychlořezné oceli
a
Vysoce výkonná rychlořezná ocel označuje nový typ oceli, která ke složení rychlořezné oceli pro všeobecné použití přidává určitý obsah uhlíku, vanadu a legujících prvků, jako je Co a Al, čímž zlepšuje její tepelnou odolnost a odolnost proti opotřebení. . Jedná se především o tyto kategorie:
① Vysokouhlíková rychlořezná ocel. Vysokouhlíková rychlořezná ocel (např. 95W18Cr4V), s vysokou tvrdostí při pokojové teplotě a vysoké teplotě, je vhodná pro výrobu a zpracování běžné oceli a litiny, vrtáků, výstružníků, závitníků a fréz s vysokými požadavky na odolnost proti opotřebení, popř. nástroje pro zpracování tvrdších materiálů. Není vhodné odolávat velkým nárazům.
a
② Vysoce vanadová rychlořezná ocel. Typické třídy, jako je W12Cr4V4Mo, (označované jako EV4), obsahující V zvýšený na 3 až 5 procent, dobrá odolnost proti opotřebení, vhodné pro řezání materiálů s velkým opotřebením nástrojů, jako je vlákno, tvrdá pryž, plast atd. lze také použít pro zpracování materiálů, jako je nerezová ocel, vysokopevnostní ocel a vysokoteplotní slitiny.
a
③ Kobaltová rychlořezná ocel. Je to supertvrdá rychlořezná ocel obsahující kobalt, typická třída, jako je W2Mo9Cr4VCo8 (zkráceně M42), má vysokou tvrdost a její tvrdost může dosáhnout 69-70HRC. Je vhodný pro zpracování vysokopevnostní žáruvzdorné oceli, vysokoteplotních slitin, titanových slitin atd. Obráběcí materiál, M42 má dobrou brousitelnost a je vhodný pro výrobu přesných a složitých nástrojů, není však vhodný pro práci pod příklepem podmínky.
④ Hliníková rychlořezná ocel. Patří do supertvrdé rychlořezné oceli obsahující hliník, typických jakostí, jako je W6Mo5Cr4V2Al, (zkráceně 501), vysokoteplotní tvrdost dosahuje 54HRC při 6000C a řezný výkon je ekvivalentní M42. Je vhodný pro výrobu fréz, vrtáků, výstružníků, ozubených fréz a protahovaček. atd., používané ke zpracování materiálů, jako je legovaná ocel, nerezová ocel, vysokopevnostní ocel a superslitina.
a
⑤ Dusíková supertvrdá rychlořezná ocel. Typické třídy, jako je W12M03Cr4V3N, označované jako (V3N), jsou supertvrdé rychlořezné oceli obsahující dusík. Tvrdost, pevnost a houževnatost jsou ekvivalentní M42. zpracovává se.
a
(3) Tavení rychlořezné oceli a rychlořezné oceli práškové metalurgie
Podle různých výrobních procesů lze rychlořeznou ocel rozdělit na tavnou rychlořeznou ocel a rychlořeznou ocel práškovou metalurgií.
a
① Tavení rychlořezné oceli: Běžná rychlořezná ocel i vysoce výkonná rychlořezná ocel se vyrábí tavením. Vyrábí se z nich nože pomocí procesů, jako je tavení, lití ingotů a pokovování a válcování. Vážným problémem, který pravděpodobně nastane při tavení rychlořezné oceli, je segregace karbidů. Tvrdé a křehké karbidy jsou v rychlořezné oceli rozmístěny nerovnoměrně a zrna jsou hrubá (až desítky mikronů). a nepříznivé účinky na řezný výkon.
a
② Rychlořezná ocel pro práškovou metalurgii (PM HSS): Rychlořezná ocel pro práškovou metalurgii (PM HSS) je roztavená ocel roztavená ve vysokofrekvenční indukční peci, atomizovaná vysokotlakým argonem nebo čistým dusíkem a poté ochlazena za účelem získání jemného a rovnoměrné krystaly Mikrostruktura (prášek z rychlořezné oceli), a poté získaný prášek za vysoké teploty a vysokého tlaku vtlačit do polotovaru nože, nebo nejprve vyrobit ocelový předvalek a poté jej vykovat a vyválcovat do tvaru nože. Ve srovnání s rychlořeznou ocelí vyráběnou tavením má PM HSS následující výhody: karbidová zrna jsou jemná a stejnoměrná a pevnost, houževnatost a odolnost proti opotřebení jsou mnohem lepší ve srovnání s rychlořeznou ocelí vyráběnou tavením. V oblasti komplexních CNC nástrojů se budou PM HSS nástroje dále rozvíjet a hrát důležitou roli. Typické jakosti, jako je F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN atd., lze použít k výrobě nožů velkých rozměrů, odolných a rázových, a lze je také použít k výrobě přesných nožů.
03
Principy výběru CNC nástrojových materiálů
V současné době široce používané materiály CNC řezných nástrojů zahrnují zejména diamantové řezné nástroje, řezné nástroje z kubického nitridu boru, keramické řezné nástroje, řezné nástroje s povlakem, řezné nástroje z tvrdokovu a řezné nástroje z rychlořezné oceli.
