2017年5月23日

高速切削刀具材料-高速加工中心

高速切削刀具材料高速切削加工對刀具資料提出了特別的需求，除應具有需求的硬度和耐磨性、強度和韌性、耐熱性、工藝功能和經濟性外，還應具有高可靠性、高耐熱性和抗熱沖擊功能以及杰出的高溫力學功能*對于出產中廣泛應用的鋁合金、鑄鐵、鋼和耐熱合金等的高速切削，已發展的刀具資料主要有涂層刀具、金屬陶瓷、陶瓷、立方氮化硼(cBN)和金剛石等，它們各有特點，合適不同的工件資料和不同的切削速度規模。表8—4列出了幾種工件資料在高速切削時的刀具資料。 0涂層刀具高速銑削很多選用的是涂層刀具，基體有高速鋼、硬質合金和陶瓷，但以硬質合金為主。涂層硬質合金是在耐性較好的硬質合金基體上，涂覆一層或多層幾微米至十幾微米厚的高耐磨、難熔化的金屬化合物。涂層是處理刀具資猜中硬度、耐磨與強度、韌性之間對立的一個有用辦法，當前80％以上的刀具都是涂層刀具。涂層刀具分為兩大類，一類是“硬”涂層刀具，如Tic、TiN、A120：，其主要優點是硬度高、耐磨性好。另一類是“軟”涂層刀具，如M052、ws2等，這類刀具也稱自潤滑／J具，能夠削減沖突，降低切削力和切削溫度。常用涂層資料有T記N、TiAlN、TiAlCN、CBN、A120：、CNx等，一般選用多層復合涂層，如了iCN十A1202十丁tN、TiCN十A190s、T比N十A1203十HfN、TiN十A1z03等。最新開展的TiN十AlN納米涂層刀具也合適用于高速切削。如今涂層技能己取得了很大開展．在加工鐵質資料、實現硬加工和于切削中，涂層技能起著決定性的效果。日本涌農公司開發的Jcllo涂層刀具，切削碳鋼的速度可達360m／min。 ②金屬陶瓷主要省高耐磨性T匯基金屬陶瓷(Tic十Ni或Mo)、高耐性T匯基金屬陶瓷(TiC十丁aC十wC十Co)、增強型TiCN基金屬陶瓷(TiCN十NbC)，比較硬質合金其改善了刀具的高溫功能，合適高速加工合金鋼和鑄鐵。復合涂層金屬陶瓷刀具，具有較強的抗側面磨損性，其切削速度達300m／min以上，已成功地運用于銑削鑄鐵和不銹鋼，具有代表性的商標有肯納公司的KC992M、三菱歸納資料公司的U寬6005和UE6035等。對A1s03—s匯陶瓷進行涂層的刀具商標有日本三菱歸納資料公司的xD805、cerasiv公司的SC7015等。 ③陶瓷刀具陶瓷刀具分為氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷和復合陶瓷三類，具有高硬度、高耐磨性、熱穩定性。其間A1203圣陶瓷約占2／3，這種陶瓷刀具合適加工鋼件‘st3N4基陶瓷約占1／3，這種陶瓷刀具更適于高速銑削鑄鐵；si2N‘—A1zO：復合陶瓷具有較高的強度和斷裂耐性，不合適加工鋼件，可用于高速粗加工鑄鐵和鎳[niè]基合金。 ④立方氮化硼 cBN是人工合成的超硬資料，具有很高的硬度(僅次于金剛石)和耐熱性(1300一1500℃)、優良的化學穩定性(遠優于金剛石)和導熱性、低的沖突因數，但強度稍低。按質量比分，低含量cBN(50％一65N)可用于悴硬鋼的精加工；高含量cBN(80％一90％)可用于高速銑削鑄鐵、淬（cui)硬鋼的粗加工和半精加工。聚晶立方氮化硼(PcBN)和鐵族元素親和性很低，是高速切削黑色金屬較抱負的刀具資料。PcBN刀具可以在500一1500m／min高速下加工鑄鐵，在100一400m／min下加工45—65HRC淬（cui)火鋼，在100一200m／min下加工耐熱合金。在淬（cui)碩模具鋼的加工中，用cBN刀具進行高速切削，能夠起到以銑代密的效果，大大削減手藝修光工作量，大幅度進步加工功率。 ⑤金剛石金剛石刀具資料主要有三類：聚晶金剛石(PcD)、化學氣相堆積(cvD)金剛石和人工合成單品金剛石。聚晶金剛石(PcD)復合片是由粒度為”m級的金剛石顆粒與co、Ni等金屬粉末均勻混合歷，在高壓高溫下，在碳化鎢(wc)基材上燒結而成的一種刀坯新資料。PcD復合片不只具有金剛石高硬度、高耐磨性、高導熱性、低沖突因數、低熱脹系數等優勝功能，一起還具有硬質合金杰出的強度和耐性。PLD復合片還具有導電性，因而可用線切割機切割成所需刀頭，格刀頭焊接在刀體上，通過刃磨制成PcD刀具。20世紀70時代中期以來，美國、德國、日本等工業發達國家先后開發聚晶金剛石(PCD)刀具并格其用于有色金屬資料和非金屬資料(如鋁、銅、鎂、鋅及其合金以及硬質合金、纖維增塑資料、金屬基復合資料、木材復合資料等)的高速切削加工，使出產功率取得大幅度進步，切削費用成倍降低，因而被廣泛應用于轎車、航空、航天以建材等工業范疇。因為碳對鐵的親和效果，因而金剛石不宜切削鐵及鐵合金工件。當前能夠以2500一5000m／min的速度切削鋁合金(5i含量＜12％)，以500—1500m／min的速度切削鋁合金(Si含量＞12％)，以500—1500m／min的速度切削鑄鐵，以300—looom／min的速度切削鋼，以100一400m／mjn的速度切削淬（cui)硬鋼、耐熱合金，以90一200m／mEn的速度切削欽合金等。將來超高速切削技能的目標是銑削鋁的切削速度可達到10000m／miH、鑄鐵5000m／m出、一般鋼2500m／m辦而鈦削鋁、鑄鐵和一般鋼，以刀具直徑lomm為例，切削速度別離可達到1000m／min、600m／min和300m／min入要達到這樣高的切削速度，往后就要開展具有愈加優異的高溫力學功能、高化學穩定性和熱穩定性及高抗熱振性的刀具資料，加強刀具資料的研討與開發。合理選用刀具資料是推進高速切削技能廣泛應用的重要條件。模具/零件高速加工中心鉆攻中心高速加工中心都歸屬精工機床系列本文由海天精工整理發表 www.puliou.cn

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