Un buen caballo necesita una buena silla de montar y se utilizan equipos de procesamiento CNC avanzados. Si las herramientas utilizadas son incorrectas, ¡será inútil! La selección de materiales de herramienta adecuados tiene una gran influencia en la vida útil de la herramienta, la eficiencia del procesamiento, la calidad del procesamiento y el costo del procesamiento. Este artículo proporciona productos secos sobre el conocimiento del cuchillo, el marcador y el reenvío, aprendamos juntos.
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Los materiales de las herramientas deben tener propiedades básicas.
La elección del material de la herramienta tiene una gran influencia en la vida útil de la herramienta, la eficiencia del procesamiento, la calidad del procesamiento y el costo del procesamiento. Cuando la herramienta está cortando, debe soportar los efectos de alta presión, alta temperatura, fricción, golpes y vibraciones. Por lo tanto, el material de la herramienta debe tener las siguientes propiedades básicas:
(1) Dureza y resistencia al desgaste. La dureza del material de la herramienta debe ser superior a la del material de la pieza de trabajo, generalmente por encima de 60HRC. Cuanto más duro sea el material de la herramienta, mejor será la resistencia al desgaste.
(2) Fuerza y tenacidad. Los materiales de las herramientas deben tener una alta resistencia y tenacidad para soportar las fuerzas de corte, los golpes y las vibraciones, y evitar la fractura por fragilidad y el astillado de las herramientas.
(3) Resistencia al calor. La resistencia al calor del material de la herramienta es mejor, puede soportar altas temperaturas de corte y tiene buena resistencia a la oxidación.
(4) Rendimiento y economía del proceso. Los materiales de la herramienta deben tener un buen rendimiento de forja, rendimiento de tratamiento térmico, rendimiento de soldadura, rendimiento de rectificado, etc., y deben buscar una alta relación precio-rendimiento.
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Tipos, propiedades, características y aplicaciones de los materiales para herramientas de corte
1. Material de la herramienta de diamante
El diamante es un alótropo del carbono, el material más duro jamás encontrado en la naturaleza. Las herramientas de diamante tienen alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta conductividad térmica, y se usan ampliamente en el procesamiento de metales no ferrosos y materiales no metálicos. Especialmente en el corte de alta velocidad de aluminio y aleaciones de aluminio y silicio, las herramientas de diamante son los principales tipos de herramientas de corte que son difíciles de reemplazar. Las herramientas de diamante que pueden lograr una alta eficiencia, alta estabilidad y un mecanizado de larga duración son herramientas indispensables e importantes en el mecanizado CNC moderno.
⑴ Tipos de herramientas de diamante
① Herramienta de diamante natural: el diamante natural se ha utilizado como herramienta de corte durante cientos de años. La herramienta de diamante de cristal único natural se ha rectificado finamente y el borde de corte se puede rectificar de forma extremadamente afilada. El radio del borde de corte puede alcanzar 0.002 μm, que puede realizar un corte ultrafino y puede Es una herramienta de mecanizado de ultra precisión reconocida, ideal e insustituible para procesar piezas de trabajo con una precisión extremadamente alta y una rugosidad superficial extremadamente baja.
② Herramienta de diamante PCD: el diamante natural es costoso y el diamante policristalino (PCD) se usa ampliamente en el corte. Desde principios de la década de 1970, se desarrolló el diamante policristalino (polycrystauine diamond, PCD para abreviar). Después del éxito, las herramientas de diamante natural han sido reemplazadas por diamantes policristalinos artificiales en muchas ocasiones. Las materias primas de PCD son ricas en fuentes y su precio es solo unas pocas décimas a una décima parte de los diamantes naturales. Las herramientas de PCD no se pueden afilar demasiado. La calidad de la superficie de la pieza de trabajo procesada no es tan buena como la del diamante natural, y no es conveniente fabricar hojas de PCD con rompevirutas en la industria. Por lo tanto, PCD solo se puede usar para el corte fino de metales no ferrosos y no metales, y es difícil lograr un corte de espejo de súper precisión.
③ Herramientas de diamante CVD: desde finales de la década de 1970 hasta principios de la década de 1980, apareció en Japón la tecnología de diamante CVD. El diamante CVD se refiere a la síntesis de una película de diamante sobre sustratos heterogéneos (como carburo cementado, cerámica, etc.) mediante deposición química de vapor (CVD). El diamante CVD tiene exactamente la misma estructura y características que el diamante natural. El rendimiento del diamante CVD es muy similar al del diamante natural, y tiene las ventajas del diamante monocristalino natural y el diamante policristalino (PCD), y supera sus deficiencias hasta cierto punto.
⑵ Características de rendimiento de las herramientas de diamante
① Dureza y resistencia al desgaste extremadamente altas: el diamante natural es la sustancia más dura que se encuentra en la naturaleza. El diamante tiene una resistencia al desgaste extremadamente alta. Cuando se procesan materiales de alta dureza, la vida útil de las herramientas de diamante es de 10 a 100 veces mayor que la de las herramientas de carburo cementado, o incluso cientos de veces.
② Coeficiente de fricción muy bajo: el coeficiente de fricción entre el diamante y algunos metales no ferrosos es más bajo que el de otras herramientas, el coeficiente de fricción es bajo, la deformación durante el procesamiento es pequeña y la fuerza de corte se puede reducir.
③ El borde de corte es muy afilado: el borde de corte de la herramienta de diamante se puede afilar, y la herramienta de diamante de cristal único natural puede tener una altura de hasta 0.002-0.008 μm, lo que puede realizar ultra- Corte fino y mecanizado de ultraprecisión.
④ Alta conductividad térmica: el diamante tiene una alta conductividad térmica y difusividad térmica, el calor de corte es fácil de disipar y la temperatura de la parte de corte de la herramienta es baja.
⑤ Coeficiente de expansión térmica bajo: el coeficiente de expansión térmica del diamante es varias veces menor que el del carburo cementado, y el cambio en el tamaño de la herramienta causado por el calor de corte es muy pequeño, lo que es especialmente importante para el mecanizado de precisión y ultraprecisión que requiere alta precisión dimensional.
⑶ Aplicación de herramientas diamantadas
Las herramientas de diamante se utilizan principalmente para el corte fino y el mandrinado de metales no ferrosos y materiales no metálicos a alta velocidad. Es adecuado para procesar varios no metales resistentes al desgaste, como piezas en blanco de pulvimetalurgia de FRP, materiales cerámicos, etc.; varios metales no ferrosos resistentes al desgaste, como varias aleaciones de silicio y aluminio; varios procesos de acabado de metales no ferrosos.
La desventaja de las herramientas de diamante es que tienen poca estabilidad térmica. Cuando la temperatura de corte supera los 700 a 800 grados, perderá completamente su dureza; además, no es adecuado para cortar metales ferrosos, porque el diamante (carbono) se une fácilmente con el hierro a altas temperaturas. La acción atómica convierte los átomos de carbono en una estructura de grafito y la herramienta se daña fácilmente.
2. Material de la herramienta de nitruro de boro cúbico
El nitruro de boro cúbico (CBN), el segundo material superduro sintetizado por un método similar al del diamante, solo es superado por el diamante en términos de dureza y conductividad térmica. Tiene una excelente estabilidad térmica y se puede calentar a 10,000 grado en la atmósfera. No se produce oxidación. CBN tiene propiedades químicas extremadamente estables para metales ferrosos y puede usarse ampliamente en el procesamiento de productos de acero.
⑴ Tipos de herramientas de corte de nitruro de boro cúbico
El nitruro de boro cúbico (CBN) es una sustancia que no existe en la naturaleza. Se puede dividir en monocristalino y policristalino, a saber, monocristalino CBN y nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN). El CBN es uno de los isómeros del nitruro de boro (BN) y su estructura es similar a la del diamante.
El PCBN (nitruro de boro cúbico policristalino) es un material policristalino que sinteriza materiales finos de CBN a través de una fase de unión (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) a alta temperatura y alta presión. Material de herramienta de diamante, este y el diamante se denominan colectivamente material de herramienta superduro. PCBN se utiliza principalmente para fabricar cuchillos u otras herramientas.
Las herramientas de PCBN se pueden dividir en hojas de PCBN integrales y hojas compuestas de PCBN sinterizadas con carburo cementado.
Los insertos compuestos de PCBN se fabrican sinterizando una capa de PCBN con un espesor de {{0}}.5 a 1.0 mm en un carburo cementado con buena resistencia y tenacidad. Su rendimiento tiene buena tenacidad y alta dureza y resistencia al desgaste. Se resuelven los problemas de baja resistencia a la flexión y dificultades de soldadura de los insertos de CBN.
⑵ Principales propiedades y características del nitruro de boro cúbico
Aunque la dureza del nitruro de boro cúbico es ligeramente inferior a la del diamante, es mucho mayor que la de otros materiales de alta dureza. La ventaja sobresaliente del CBN es que su estabilidad térmica es mucho mayor que la del diamante, que puede alcanzar más de 1200 grados (700-800 grados para el diamante). reacción. Las principales características de rendimiento del nitruro de boro cúbico son las siguientes.
① Alta dureza y resistencia al desgaste: la estructura cristalina de CBN es similar al diamante y tiene una dureza y resistencia similares a las del diamante. PCBN es especialmente adecuado para procesar materiales de alta dureza que antes solo se podían moler y puede obtener una mejor calidad superficial de las piezas de trabajo.
② Alta estabilidad térmica: la resistencia al calor del CBN puede alcanzar los 1400-1500 grados, que es casi 1 veces mayor que la del diamante (700-800 grados). Las herramientas de PCBN pueden cortar aleaciones de alta temperatura y aceros templados a una velocidad de 3 a 5 veces superior a la de las herramientas de carburo cementado.
③Excelente estabilidad química: no tiene interacción química con materiales a base de hierro en 1200-1300 grados, y no se desgastará tan bruscamente como el diamante, y aún puede mantener la dureza del carburo cementado en este momento; Las herramientas PCBN son adecuadas para cortar piezas de acero endurecido y hierro fundido enfriado, se pueden usar ampliamente en el corte de hierro fundido a alta velocidad.
④ Buena conductividad térmica: aunque la conductividad térmica de CBN no es tan buena como la del diamante, la conductividad térmica de PCBN es superada solo por el diamante entre varios materiales para herramientas, y es mucho más alta que la del acero de alta velocidad y el carburo cementado.
⑤ Tiene un bajo coeficiente de fricción: un bajo coeficiente de fricción puede reducir la fuerza de corte durante el corte, reducir la temperatura de corte y mejorar la calidad de la superficie procesada.
⑶ Aplicación de herramientas de nitruro de boro cúbico
El nitruro de boro cúbico es adecuado para el acabado de varios materiales difíciles de cortar, como acero endurecido, hierro fundido duro, superaleaciones, aleaciones duras y materiales para pulverización de superficies. La precisión de mecanizado puede llegar a IT5 (el orificio es IT6), y la rugosidad de la superficie puede ser tan pequeña como Ra1.25-0.20μm.
El material de la herramienta de nitruro de boro cúbico tiene poca tenacidad y resistencia a la flexión. Por lo tanto, las herramientas de torneado de nitruro de boro cúbico no son adecuadas para el mecanizado de desbaste con baja velocidad y alta carga de impacto; En el caso del metal, se producirá un borde de acumulación grave, lo que deteriorará la superficie mecanizada.
3. Material del cuchillo de cerámica
Los cuchillos de cerámica tienen las características de alta dureza, buena resistencia al desgaste, excelente resistencia al calor y estabilidad química, y no son fáciles de unir con el metal. Las herramientas de corte cerámicas ocupan un lugar muy importante en el mecanizado CNC. Las herramientas de corte de cerámica se han convertido en una de las principales herramientas de corte para el corte y procesamiento de alta velocidad de materiales difíciles de mecanizar. Las herramientas de corte de cerámica se utilizan ampliamente en el corte de alta velocidad, el corte en seco, el corte duro y el corte de materiales difíciles de mecanizar. Los cuchillos de cerámica pueden procesar de manera eficiente materiales de alta dureza que los cuchillos tradicionales no pueden procesar en absoluto, y realizar "reemplazar la molienda con un automóvil"; la velocidad de corte óptima de los cuchillos de cerámica puede ser de 2 a 10 veces mayor que la de los cuchillos de carburo cementado, lo que mejora en gran medida la eficiencia de producción del procesamiento de corte. La principal materia prima utilizada en los materiales de herramientas de cerámica es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Por lo tanto, la popularización y aplicación de herramientas cerámicas es de gran importancia para mejorar la productividad, reducir los costos de procesamiento y ahorrar metales preciosos estratégicos, y también promoverá en gran medida el desarrollo de la tecnología de corte. Progreso.
⑴ Tipos de materiales de herramientas de cerámica
Los tipos de materiales cerámicos para herramientas generalmente se pueden dividir en tres categorías: cerámicas a base de alúmina, cerámicas a base de nitruro de silicio y cerámicas compuestas a base de nitruro de silicio y alúmina. Entre ellos, los materiales cerámicos para herramientas a base de alúmina y nitruro de silicio son los más utilizados. El rendimiento de las cerámicas a base de nitruro de silicio es superior al de las cerámicas a base de alúmina.
⑵ Rendimiento y características de las herramientas de corte de cerámica
① Alta dureza y buena resistencia al desgaste: aunque la dureza de las herramientas de cerámica no es tan alta como la de PCD y PCBN, es mucho más alta que la de las herramientas de carburo cementado y acero rápido, alcanzando 93-95HRA. Las herramientas de cerámica pueden procesar materiales de alta dureza que son difíciles de procesar con herramientas tradicionales y son adecuadas para cortes de alta velocidad y cortes duros.
② Resistencia a altas temperaturas y buena resistencia al calor: las herramientas de cerámica aún pueden cortar a altas temperaturas por encima de los 1200 grados. Los cuchillos de cerámica tienen buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas y la resistencia a la oxidación de los cuchillos de cerámica A12O3 es particularmente buena. Incluso si el borde de corte está al rojo vivo, se puede utilizar de forma continua. Por lo tanto, las herramientas de cerámica pueden lograr un corte en seco, lo que puede ahorrar fluido de corte.
③ Buena estabilidad química: las herramientas de corte de cerámica no son fáciles de unir con el metal y son resistentes a la corrosión y químicamente estables, lo que puede reducir el desgaste de la unión de las herramientas de corte.
④ Bajo coeficiente de fricción: la afinidad entre las herramientas de cerámica y el metal es pequeña y el coeficiente de fricción es bajo, lo que puede reducir la fuerza de corte y la temperatura de corte.
⑶ Aplicación de cuchillos de cerámica.
La cerámica es uno de los materiales para herramientas que se utiliza principalmente para el acabado y el semiacabado de alta velocidad. Las herramientas de corte de cerámica son adecuadas para cortar todo tipo de hierro fundido (fundición gris, hierro dúctil, hierro fundido maleable, hierro fundido enfriado, hierro fundido resistente al desgaste de alta aleación) y acero (acero estructural al carbono, acero estructural aleado, acero de alta resistencia , acero con alto contenido de manganeso, acero templado, etc.), también se puede utilizar para cortar aleaciones de cobre, grafito, plásticos de ingeniería y materiales compuestos.
Hay problemas de baja resistencia a la flexión y mala resistencia al impacto en el rendimiento de los materiales cerámicos para herramientas de corte, que no son adecuados para cortar a baja velocidad y carga de impacto.
4. Material de herramienta revestido
Recubrir la herramienta es una de las formas importantes de mejorar el rendimiento de la herramienta. La aparición de herramientas de corte recubiertas ha supuesto un gran avance en el rendimiento de corte de las herramientas de corte. La herramienta recubierta está recubierta con una o más capas de compuesto refractario con buena resistencia al desgaste en el cuerpo de la herramienta más duro, que combina el sustrato de la herramienta con el recubrimiento duro, de modo que el rendimiento de la herramienta mejora considerablemente. Las herramientas de corte recubiertas pueden mejorar la eficiencia del procesamiento, mejorar la precisión del procesamiento, prolongar la vida útil de la herramienta y reducir los costos de procesamiento.
Alrededor del 80 por ciento de las herramientas de corte utilizadas en las nuevas máquinas herramienta CNC utilizan herramientas recubiertas. Las herramientas de corte recubiertas serán las variedades de herramientas más importantes en el campo del mecanizado CNC en el futuro.
⑴ Tipos de herramientas recubiertas
De acuerdo con los diferentes métodos de recubrimiento, las herramientas recubiertas se pueden dividir en herramientas recubiertas de deposición química de vapor (CVD) y herramientas recubiertas de deposición física de vapor (PVD). Las herramientas de carburo recubiertas generalmente usan deposición de vapor químico, y la temperatura de deposición es de alrededor de 1000 grados. Las herramientas de acero de alta velocidad recubiertas generalmente usan deposición física de vapor, y la temperatura de deposición es de aproximadamente 500 grados;
De acuerdo con los diferentes materiales de sustrato de las herramientas recubiertas, las herramientas recubiertas se pueden dividir en herramientas recubiertas de carburo, herramientas recubiertas de acero de alta velocidad y herramientas recubiertas en cerámica y materiales superduros (diamante y nitruro de boro cúbico).
De acuerdo con la naturaleza del material de recubrimiento, las herramientas recubiertas se pueden dividir en dos categorías, a saber, herramientas con recubrimiento "duro" y herramientas con recubrimiento "blando". Los principales objetivos que persiguen las herramientas con recubrimiento "duro" son la alta dureza y la resistencia al desgaste. Sus principales ventajas son la alta dureza y la buena resistencia al desgaste, típicamente los recubrimientos TiC y TiN. El objetivo que persiguen las herramientas de recubrimiento "blando" es un bajo coeficiente de fricción, también conocidas como herramientas autolubricantes, y su fricción con el material de la pieza. El coeficiente es muy bajo, solo alrededor de 0.1, lo que puede reducir unión, reducir la fricción, reducir la fuerza de corte y la temperatura de corte.
Recientemente se han desarrollado herramientas de nanoalimentación. Esta herramienta recubierta puede usar diferentes combinaciones de varios materiales de recubrimiento (como metal/metal, metal/cerámica, cerámica/cerámica, etc.) para cumplir con diferentes requisitos funcionales y de rendimiento. Un nanorrevestimiento diseñado correctamente puede hacer que el material de la herramienta tenga excelentes funciones antifricción y antidesgaste y propiedades autolubricantes, lo que es adecuado para el corte en seco de alta velocidad.
⑵ Características de las herramientas recubiertas
① Buen rendimiento mecánico y de corte: la herramienta recubierta combina las excelentes propiedades del material base y el material de recubrimiento, que no solo mantiene la buena tenacidad y la alta resistencia de la base, sino que también tiene alta dureza, alta resistencia al desgaste y bajo desgaste. resistencia del revestimiento. coeficiente de fricción. Por lo tanto, la velocidad de corte de la herramienta recubierta se puede aumentar más de 2 veces que la de la herramienta sin recubrir, y se permite una mayor velocidad de avance. También aumenta la vida útil de la herramienta recubierta.
② Gran versatilidad: las herramientas recubiertas tienen una amplia versatilidad y el rango de procesamiento se amplía significativamente. Una herramienta recubierta puede reemplazar varias herramientas no recubiertas.
③ Espesor del recubrimiento: con el aumento del espesor del recubrimiento, la vida útil de la herramienta también aumentará, pero cuando el espesor del recubrimiento alcance la saturación, la vida útil de la herramienta ya no aumentará significativamente. Cuando el recubrimiento es demasiado grueso, es fácil que se pele; cuando el recubrimiento es demasiado delgado, la resistencia al desgaste es pobre.
④ Capacidad de reafilado: las cuchillas recubiertas tienen poca capacidad de reafilado, equipo de recubrimiento complejo, altos requisitos de proceso y tiempo de recubrimiento prolongado.
⑤ Material de recubrimiento: las herramientas con diferentes materiales de recubrimiento tienen un rendimiento de corte diferente. Por ejemplo: al cortar a baja velocidad, el recubrimiento TiC tiene una ventaja; al cortar a alta velocidad, TiN es más adecuado.
⑶ Aplicación de herramientas recubiertas
Las herramientas de corte recubiertas tienen un gran potencial en el campo del mecanizado CNC y serán la variedad de herramientas más importante en el campo del mecanizado CNC en el futuro. La tecnología de recubrimiento se ha aplicado a fresas, escariadores, taladros, procesamiento de agujeros compuestos
Las herramientas de corte, las fresas para engranajes, las fresas para engranajes, las fresas para engranajes, las brochas para formar y varios insertos indexables para abrazaderas de máquinas satisfacen las necesidades de corte y procesamiento de alta velocidad de varios aceros, hierros fundidos, aleaciones resistentes al calor y metales no ferrosos.
5. Material de la herramienta de carburo
Las herramientas de corte de carburo, especialmente las herramientas de corte de carburo intercambiables, son los principales productos de las herramientas de mecanizado CNC. Desde la década de 1980, varias herramientas o cuchillas de corte de carburo indexables e integrales se han ampliado a varias En el campo de varias herramientas de corte, las herramientas de carburo indexables se han expandido desde simples herramientas de torneado y fresas frontales a varios campos de herramientas de precisión, complejas y de formación.
⑴ Tipos de herramientas de metal duro
Según la composición química principal, el carburo cementado se puede dividir en carburo cementado a base de carburo de tungsteno y carburo cementado a base de carbono (nitruro) titanio (TiC(N)).
El carburo cementado a base de carburo de tungsteno incluye tres tipos: tungsteno-cobalto (YG), tungsteno-cobalto-titanio (YT) y carburos raros (YW), cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas y desventajas. Los componentes principales son el carburo de tungsteno (WC), el carburo de titanio (TiC), el carburo de tantalio (TaC), el carburo de niobio (NbC), etc., y la fase aglutinante de metal comúnmente utilizada es Co.
El carburo cementado a base de titanio (nitruro) de carbono es un carburo cementado con TiC como componente principal (se agregan algunos otros carburos o nitruros), y las fases de aglomerante metálico comúnmente utilizadas son Mo y Ni.
La ISO (Organización Internacional de Normalización) divide el carburo cementado para corte en tres categorías:
La categoría K, que incluye Kl0 ~ K40, es equivalente a la categoría YG de mi país (el componente principal es WC.Co).
La categoría P, que incluye P01~P50, es equivalente a la categoría YT de mi país (compuesta principalmente por WC.TiC.Co).
La categoría M, que incluye M10~M40, es equivalente a la categoría YW de mi país (el componente principal es WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Cada grado representa una serie de aleaciones desde alta dureza hasta máxima tenacidad con números entre 01 y 50.
⑵ Características de rendimiento de las herramientas de corte de carburo cementado
① Alta dureza: las herramientas de corte de carburo cementado están hechas de carburo con alta dureza y punto de fusión (llamada fase dura) y aglutinante de metal (llamada fase de unión) mediante el método de pulvimetalurgia, y su dureza alcanza 89-93HRA, mucho más alta que acero de alta velocidad, a 5400C, la dureza aún puede alcanzar 82-87HRA, que es la misma que la del acero de alta velocidad a temperatura ambiente (83-86HRA). El valor de la dureza del carburo cementado varía con la naturaleza, la cantidad, el tamaño de las partículas y el contenido de la fase de unión metálica del carburo, y generalmente disminuye con el aumento del contenido de la fase metálica de unión. Cuando el contenido de la fase aglutinante es el mismo, la dureza de las aleaciones YT es mayor que la de las aleaciones YG, y las aleaciones añadidas con TaC (NbC) tienen una mayor dureza a altas temperaturas.
② Resistencia a la flexión y tenacidad: la resistencia a la flexión del carburo cementado de uso común está en el rango de 900-1500MPa. Cuanto mayor sea el contenido de la fase de ligante metálico, mayor será la resistencia a la flexión. Cuando el contenido de aglutinante es el mismo, la resistencia de la aleación de tipo YG (WC-Co) es mayor que la de la aleación de tipo YT (WC-TiC-Co), y la resistencia disminuye con el aumento del contenido de TiC. El carburo cementado es un material quebradizo y su resistencia al impacto a temperatura ambiente es solo de 1/30 a 1/8 de la del acero de alta velocidad.
⑶ Aplicación de herramientas de corte de carburo de uso común
Las aleaciones YG se utilizan principalmente para procesar hierro fundido, metales no ferrosos y materiales no metálicos. Las aleaciones duras de grano fino (como YG3X, YG6X) tienen mayor dureza y resistencia al desgaste que las aleaciones duras de grano medio cuando el contenido de cobalto es el mismo, y son adecuadas para procesar hierro fundido duro especial, acero inoxidable austenítico, resistente al calor. Aleaciones, aleación de titanio, bronce duro y materiales aislantes resistentes al desgaste, etc.
Las ventajas sobresalientes del carburo cementado tipo YT son su alta dureza, buena resistencia al calor, mayor dureza y resistencia a la compresión a alta temperatura que el tipo YG, y buena resistencia a la oxidación. Por lo tanto, cuando se requiere que la cuchilla tenga una mayor resistencia al calor y al desgaste, se debe seleccionar el grado con mayor contenido de TiC. Las aleaciones YT son adecuadas para el procesamiento de materiales plásticos como el acero, pero no para el procesamiento de aleaciones de titanio y aleaciones de silicio y aluminio.
La aleación YW tiene las propiedades de las aleaciones YG e YT y tiene un buen rendimiento integral. Puede usarse no solo para procesar materiales de acero, sino también para procesar hierro fundido y metales no ferrosos. Si el contenido de cobalto se aumenta adecuadamente, la resistencia de este tipo de aleación puede ser muy alta y se puede utilizar para el mecanizado basto y el corte intermitente de varios materiales difíciles de mecanizar.
6. Cuchillos de acero de alta velocidad
El acero de alta velocidad (HSS para abreviar) es un acero para herramientas de alta aleación con más elementos de aleación como W, Mo, Cr y V agregados. Las herramientas de corte de acero de alta velocidad tienen un excelente rendimiento integral en términos de resistencia, tenacidad y capacidad de fabricación. En herramientas de corte complejas, especialmente en la fabricación de herramientas de procesamiento de orificios, fresas, herramientas de roscado, brochas, herramientas de corte de engranajes y otras herramientas de corte complejas, el acero de alta velocidad sigue ocupando una posición dominante. Los cuchillos de acero de alta velocidad son fáciles de afilar.
De acuerdo con los diferentes usos, el acero de alta velocidad se puede dividir en acero de alta velocidad de uso general y acero de alta velocidad de alto rendimiento.
la
⑴ Herramientas de corte de acero de alta velocidad de uso general
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Acero de alta velocidad de uso general. En general, se puede dividir en dos tipos: acero de tungsteno y acero de molibdeno de tungsteno. Este tipo de acero de alta velocidad contiene aditivo (C) de 0.7 por ciento a 0.9 por ciento. De acuerdo con los diferentes contenidos de tungsteno en el acero, se puede dividir en acero de tungsteno con 12 o 18 por ciento de W, acero de tungsteno y molibdeno con 6 o 8 por ciento de W y acero de molibdeno con 2 por ciento o sin W. . El acero de alta velocidad de uso general tiene cierta dureza (63-66HRC) y resistencia al desgaste, alta resistencia y tenacidad, buena plasticidad y tecnología de procesamiento, por lo que se usa ampliamente en la fabricación de diversas herramientas complejas.
① Acero de tungsteno: el grado típico de acero de tungsteno de acero de alta velocidad de uso general es W18Cr4V (W18 para abreviar), que tiene un buen rendimiento integral. La dureza a alta temperatura a 6000C es 48.5HRC y se puede utilizar para fabricar varias herramientas complejas. Tiene las ventajas de una buena molienda y una baja sensibilidad a la descarburación, pero debido al alto contenido de carburos, la distribución es relativamente desigual, las partículas son grandes y la resistencia y dureza no son altas.
② Acero de tungsteno-molibdeno: se refiere a un acero de alta velocidad obtenido reemplazando parte del tungsteno en el acero de tungsteno con molibdeno. El grado típico de acero de tungsteno-molibdeno es W6Mo5Cr4V2 (M2 para abreviar). Las partículas de carburo de M2 son finas y uniformes, y su resistencia, tenacidad y plasticidad a alta temperatura son mejores que las de W18Cr4V. Otro acero de tungsteno-molibdeno es el W9Mo3Cr4V (W9 para abreviar), su estabilidad térmica es ligeramente superior a la del acero M2, su resistencia a la flexión y tenacidad son mejores que las del W6M05Cr4V2 y tiene una buena maquinabilidad.
⑵ Herramientas de corte de acero de alta velocidad y alto rendimiento
la
El acero rápido de alto rendimiento se refiere a un nuevo tipo de acero que agrega algo de contenido de carbono, contenido de vanadio y elementos de aleación como Co y Al a la composición del acero rápido de uso general, mejorando así su resistencia al calor y al desgaste. . Existen principalmente las siguientes categorías:
① Acero de alta velocidad con alto contenido de carbono. El acero de alta velocidad con alto contenido de carbono (como 95W18Cr4V), con alta dureza a temperatura ambiente y alta temperatura, es adecuado para fabricar y procesar acero ordinario y hierro fundido, taladros, escariadores, machos de roscar y fresas con requisitos de alta resistencia al desgaste, o herramientas para procesar materiales más duros. No es adecuado para soportar grandes impactos.
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② Acero de alta velocidad con alto contenido de vanadio. Los grados típicos, como W12Cr4V4Mo, (denominado EV4), que contienen V aumentado del 3 al 5 por ciento, buena resistencia al desgaste, adecuados para cortar materiales con gran desgaste de la herramienta, como fibra, caucho duro, plástico, etc., pueden También se puede utilizar para procesar materiales como acero inoxidable, acero de alta resistencia y aleaciones de alta temperatura.
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③ Acero rápido de cobalto. Es un acero de alta velocidad superduro que contiene cobalto, un grado típico, como W2Mo9Cr4VCo8, (M42 para abreviar), tiene una alta dureza y su dureza puede alcanzar 69-70HRC. Es adecuado para procesar acero resistente al calor de alta resistencia, aleaciones de alta temperatura, aleaciones de titanio, etc. El material de mecanizado, M42 tiene una buena capacidad de rectificado y es adecuado para fabricar herramientas complejas y de precisión, pero no es adecuado para trabajar con corte por impacto. condiciones.
④ Acero de aluminio de alta velocidad. Pertenece al acero de alta velocidad superduro que contiene aluminio, grados típicos, como W6Mo5Cr4V2Al (abreviado como 501), la dureza a alta temperatura alcanza los 54HRC a 6000C y el rendimiento de corte es equivalente a M42. Es adecuado para la fabricación de fresas, taladros, escariadores, cortadores de engranajes y brochas. etc., utilizados para procesar materiales como acero aleado, acero inoxidable, acero de alta resistencia y superaleaciones.
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⑤ Acero superduro de alta velocidad con nitrógeno. Los grados típicos, como W12M03Cr4V3N, denominados (V3N), son aceros de alta velocidad superduros que contienen nitrógeno. La dureza, la fuerza y la tenacidad son equivalentes a M42. Procesando.
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(3) Fusión de acero de alta velocidad y acero de alta velocidad pulvimetalúrgico
De acuerdo con los diferentes procesos de fabricación, el acero de alta velocidad se puede dividir en acero de alta velocidad de fusión y acero de alta velocidad pulvimetalúrgico.
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① Fundición de acero de alta velocidad: tanto el acero ordinario de alta velocidad como el acero de alta velocidad de alto rendimiento se fabrican mediante fundición. Se convierten en cuchillos a través de procesos como la fundición, la fundición de lingotes y el enchapado y laminado. El grave problema que probablemente ocurra en la fundición de acero rápido es la segregación de carburos. Los carburos duros y quebradizos se distribuyen de manera desigual en el acero rápido y los granos son gruesos (hasta decenas de micras). y efectos adversos en el rendimiento de corte.
la
② Acero de alta velocidad pulvimetalúrgico (PM HSS): El acero de alta velocidad pulvimetalúrgico (PM HSS) es acero fundido fundido en un horno de inducción de alta frecuencia, atomizado con argón a alta presión o nitrógeno puro, y luego enfriado para obtener y microestructura de cristales uniformes (polvo de acero de alta velocidad), y luego presione el polvo obtenido en un cuchillo en blanco a alta temperatura y alta presión, o primero haga una palanquilla de acero y luego forje y enrolle en forma de cuchillo. Comparado con el acero de alta velocidad producido por el método de fusión, PM HSS tiene las siguientes ventajas: los granos de carburo son finos y uniformes, y la fuerza, tenacidad y resistencia al desgaste son mucho mejores en comparación con el acero de alta velocidad producido por fusión. En el campo de las herramientas CNC complejas, las herramientas PM HSS seguirán desarrollándose y desempeñarán un papel importante. Los grados típicos, como F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, etc., se pueden usar para fabricar cuchillos de alto impacto, de servicio pesado y de gran tamaño, y también se pueden usar para fabricar cuchillos de precisión.
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Principios de selección de materiales de herramientas CNC
En la actualidad, los materiales de herramientas de corte CNC ampliamente utilizados incluyen principalmente herramientas de corte de diamante, herramientas de corte de nitruro de boro cúbico, herramientas de corte de cerámica, herramientas de corte recubiertas, herramientas de corte de carburo y herramientas de corte de acero de alta velocidad.
