Режущие инструменты: ключ к прогрессу

Режущие инструменты: ключ к прогрессу. В настоящее время необходимость экспоненциального увеличения производительности в процессах механической обработки является фактом. В этом контексте использование правильного инструмента с точки зрения операции обработки и обрабатываемого материала имеет жизненно важное значение.

Условно, в процессах совершенствования операций механизированного техник должен достичь баланса между увеличением условий резания и износом инструментов. Износ режущего инструмента влияет на сроки изготовления и напрямую влияет на конечную стоимость изделия. Чтобы свести к минимуму преждевременный износ этих инструментов, инструменты должны иметь среди прочих свойств высокую твердость и стойкость при высокой температуре, быть стойкими к окислению, иметь низкую склонность к диффузии и адгезии и хорошие характеристики против абразивного износа. Однако не существует «универсального» инструмента, обладающего всеми этими характеристиками и позволяющего работать с любым типом материала.

Поэтому в следующих разделах проводится глубокий анализ различных типов материалов и покрытий, используемых в режущих инструментах , а также последние достижения в их улучшении и их применение в токарных и фрезерных процессах, направленных на достижение и надежные процессы обработки.

Материалы режущего инструмента

Разработка новых материалов вместе с увеличением использования труднообрабатываемых сплавов (таких как титановые или никелевые сплавы) представляют собой проблему при выборе оптимального инструмента для процесса обработки. Успех в решении этой задачи во многом зависит от базовых знаний об инструментальных материалах, доступных на рынке и показанных на сайте https://tcrent.ru/.

Однако во многих случаях правильный материал инструмента / покрытие не используются, или в случае сомнений используются обычные условия резания, чтобы применять новые решения, которые предполагают более агрессивные условия резания из-за боязни преждевременного износа инструмента или механической обработки, что существенно влияет на целостность поверхности изделия. Чтобы пролить свет на эти неизвестные, следующие пункты суммируют основные свойства различных материалов режущего инструмента, а также контекст, в котором они рекомендуются.

Твердый металл

Вероятно, твердый металл является наиболее распространенным материалом в производстве токарных вставок. Объединение карбида вольфрама (WC), кобальта (Co) и других добавок придает ему превосходные свойства твердости и механической прочности. Однако они могут значительно варьироваться в зависимости от размера карбидов WC, концентрации кобальта и добавления других карбидов, таких как титан (TiC) или тантал (TaC). Так, например, более высокая концентрация кобальта позволяет улучшить его пластичность, но снижает его устойчивость к истиранию.

Другой ключевой особенностью является его микроструктура и, в частности, размер зерен WC. Наиболее интересными являются субмикронный размер зерна (называемый аббревиатурой HF), поскольку они сочетают в себе хорошую твердость, прочность кромки и прочность. Инструменты из твердого металла без покрытия могут быть конкурентоспособными при обработке материалов с мелкими стружками, таких как литейные и некоторые неметаллические материалы. Тем не менее, следует отметить, что твердый металл с покрытием составляет более половины всех режущих инструментов, используемых в мастерской, благодаря своей универсальности.

Керметы

Керметы представляют собой материалы, которые первоначально включали только карбиды и нитриды титана, но к которым были добавлены другие компоненты, такие как твердый металл, молибден или тантал. На самом деле, название «кермет» происходит от сочетания слов «керамика» и «металл». По сравнению с твердыми металлами они имеют меньшую плотность и проводимость вместе с большей чувствительностью к колебаниям температуры. В этом смысле обработка без хладагента может помочь избежать трещин и трещин теплового происхождения. Напротив, керметы имеют лучшую стойкость к пластической деформации и большую твердость, чем твердый металл. Это хороший выбор при чистовой обработке чугуна с шаровидным графитом, нержавеющей стали и низкоуглеродистой стали.

Керамика

Основным преимуществом керамики является их отличная износостойкость при высоких скоростях резания. Однако есть заметные различия в зависимости от их химического состава. В целом, мы можем разделить керамические материалы на две широкие категории: оксидная и неоксидная керамика, которые включают различные типы керамики.

Поликристаллический алмаз (PCD)

Алмаз – это материал с высочайшей твердостью и стойкостью к истиранию. В случае поликристаллического алмаза (или PCD) он состоит из спеченных алмазных частиц вместе с металлическим связующим. Следует отметить, что эти качества обеспечивают превосходное поведение при обработке алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния. С одной стороны, они противостоят сильному абразивному воздействию частиц кремния и, кроме того, эффективно борются с тенденцией адгезии алюминия, достигая продолжительности до 80 раз большей, чем у твердого металла с покрытием. Другое возможное применение – суперфинишный титан с использованием хладагента. Необходимо принять во внимание, что углерод, присутствующий в алмазе, имеет высокое химическое сродство с железом.

Поликристаллический кубический нитрид бора (PCBN)

Инструменты для поликристаллического кубического нитрида бора (PCBN) состоят из небольших вставок из этого материала в области резки, установленных на основании из твердого металла. Эти качества имеют высокую термостойкость, поэтому их можно использовать на высоких скоростях резания. Кроме того, они обладают хорошим сцеплением и хорошим поведением против термической усталости. Коммерческие инструменты можно разделить на две большие группы в зависимости от их содержания в CBN.

Инструменты с содержанием от 40 до 60% представляют собой керамическое связующее, которое улучшает его химическое сродство. Те с высоким содержанием CBN (выше 85%) могут содержать металлическое связующее, которое позволяет улучшить их прочность на разрыв.

Инструменты CBN широко используются для токарной обработки закаленных сталей с твердостью выше 45HRC и быстрых сталей, и, кроме того, они являются единственными, способными конкурировать с шлифованием при обработке сталей с твердостью выше 55 HRC.

Что касается достижений, достигнутых в инструментах PCBN, то стоит упомянуть изменение геометрии, выполненное на кончике токарных вставок Mitsubishi Tools. Благодаря стружколому, вырезанному в указанном наконечнике, достигается лучшая направленность стружки, что приводит к более высокой скорости удаления материала.