İyi bir atın iyi bir eyere ihtiyacı vardır ve gelişmiş CNC işleme ekipmanı kullanır. Yanlış aletler kullanılırsa işe yaramaz! Uygun takım malzemesinin seçilmesi, takımın hizmet ömrü, işleme verimliliği, işleme kalitesi ve işleme maliyeti üzerinde büyük etkiye sahiptir. Bu yazımızda bıçak bilgisi hakkında faydalı bilgiler verilmektedir, toplayın ve iletin, birlikte öğrenelim.
Takım malzemeleri temel özelliklere sahip olmalıdır
Takım malzemelerinin seçiminin takım ömrü, işleme verimliliği, işleme kalitesi ve işleme maliyeti üzerinde büyük etkisi vardır. Aletlerin kesim sırasında yüksek basınca, yüksek sıcaklığa, sürtünmeye, darbeye ve titreşime dayanıklı olması gerekir. Bu nedenle takım malzemelerinin aşağıdaki temel özelliklere sahip olması gerekir:
(1) Sertlik ve aşınma direnci. Takım malzemesinin sertliği, genellikle 60HRC'nin üzerinde olması gereken iş parçası malzemesinin sertliğinden daha yüksek olmalıdır. Takım malzemesinin sertliği ne kadar yüksek olursa aşınma direnci de o kadar iyi olur.
(2) Güç ve dayanıklılık. Takım malzemeleri kesme kuvvetlerine, darbelere ve titreşime dayanacak ve takımın kırılgan kırılmasını ve ufalanmasını önleyecek yüksek mukavemete ve tokluğa sahip olmalıdır.
(3) Isı direnci. Takım malzemesi iyi bir ısı direncine sahiptir, yüksek kesme sıcaklıklarına dayanabilir ve iyi bir oksidasyon direncine sahiptir.
(4) Süreç performansı ve ekonomi. Takım malzemeleri iyi dövme performansına, ısıl işlem performansına, kaynak performansına sahip olmalıdır; taşlama performansı vb. ve yüksek performans-fiyat oranını takip etmelidir.
Takım malzemelerinin türleri, özellikleri, özellikleri ve uygulamaları
1. Elmas takım malzemeleri
Elmas karbonun bir allotropudur ve doğada bulunan en sert malzemedir. Elmas kesme aletleri yüksek sertliğe, yüksek aşınma direncine ve yüksek ısı iletkenliğine sahiptir ve demir dışı metallerin ve metalik olmayan malzemelerin işlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle alüminyum ve silikon-alüminyum alaşımlarının yüksek hızlı kesiminde elmas takımlar, değiştirilmesi zor olan kesici takımların başında gelmektedir. Yüksek verimlilik, yüksek stabilite ve uzun servis ömrü sağlayabilen elmas takımlar, modern CNC işlemede vazgeçilmez ve önemli takımlardır.
⑴ Elmas alet türleri
① Doğal elmas aletler: Doğal elmaslar yüzlerce yıldır kesici alet olarak kullanılmaktadır. Doğal tek kristal elmas aletler, kesici kenarı son derece keskin hale getirmek için ince bir şekilde taşlanmıştır. Kesici kenar yarıçapı 0,002μm'ye ulaşabilir ve bu da ultra ince kesim sağlayabilir. Son derece yüksek iş parçası hassasiyetini ve son derece düşük yüzey pürüzlülüğünü işleyebilir. Tanınmış, ideal ve yeri doldurulamaz, ultra hassas bir işleme takımıdır.
② PCD elmas kesme aletleri: Doğal elmaslar pahalıdır. Kesme işleminde en yaygın kullanılan elmas polikristalin elmastır (PCD). 1970'li yılların başlarından bu yana, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç sentez teknolojisi kullanılarak hazırlanan polikristalin elmas (PCD bıçakları olarak anılan Polikristauin elmas) geliştirildi. Başarısının ardından birçok kez doğal elmas kesme aletlerinin yerini yapay çok kristalli elmas almıştır. PCD hammaddeleri kaynak açısından zengindir ve fiyatları doğal elmasın fiyatının yalnızca birkaç ila onda biri kadardır. PCD kesici takımlar son derece keskin kesici takımlar üretecek şekilde taşlanamaz. Kesici kenarın ve işlenen iş parçasının yüzey kalitesi doğal elmas kadar iyi değildir. Endüstride talaş kırıcılı PCD bıçakların üretilmesi henüz uygun değildir. Bu nedenle PCD yalnızca demir içermeyen metallerin ve metal olmayanların hassas kesimi için kullanılabilir ve ultra yüksek hassasiyette kesim elde etmek zordur. Hassas ayna kesimi.
③ CVD elmas kesme takımları: 1970'lerin sonlarından 1980'lerin başlarına kadar, Japonya'da CVD elmas teknolojisi ortaya çıktı. CVD elmas, heterojen bir matris (semente karbür, seramik vb. gibi) üzerinde bir elmas filmi sentezlemek için kimyasal buhar biriktirme (CVD) kullanımını ifade eder. CVD pırlanta, doğal elmasla tamamen aynı yapı ve özelliklere sahiptir. CVD pırlantanın performansı doğal pırlantanın performansına çok yakındır. Doğal tek kristal elmasın ve çok kristalli elmasın (PCD) avantajlarına sahiptir ve bunların eksikliklerini bir ölçüde giderir.
⑵ Elmas takımların performans özellikleri
① Son derece yüksek sertlik ve aşınma direnci: Doğal elmas, doğada bulunan en sert maddedir. Elmas son derece yüksek aşınma direncine sahiptir. Yüksek sertlikteki malzemeleri işlerken, elmas takımların ömrü karbür takımların ömründen 10 ila 100 kat, hatta yüzlerce kat daha fazladır.
② Çok düşük sürtünme katsayısına sahiptir: Elmas ile bazı demir dışı metaller arasındaki sürtünme katsayısı diğer kesici takımlara göre daha düşüktür. Sürtünme katsayısı düşüktür, işleme sırasındaki deformasyon küçüktür ve kesme kuvveti azaltılabilir.
③ Kesici kenar çok keskindir: Elmas aletin kesici kenarı çok keskin olabilir. Doğal tek kristal elmas aleti, ultra ince kesme ve ultra hassas işleme gerçekleştirebilen 0,002 ~ 0,008μm kadar yüksek olabilir.
④ Yüksek ısı iletkenliği: Elmas yüksek ısı iletkenliğine ve ısı yayılımına sahiptir, bu nedenle kesme ısısı kolayca dağılır ve aletin kesme kısmının sıcaklığı düşüktür.
⑤ Daha düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir: Elmasın termal genleşme katsayısı, semente karbürünkinden birkaç kat daha küçüktür ve kesme ısısının neden olduğu takım boyutunda değişiklik çok küçüktür; bu, özellikle hassas ve ultra hassas işleme için önemlidir. yüksek boyutsal doğruluk gerektirir.
⑶ Elmas aletlerin uygulanması
Elmas takımlar çoğunlukla demir dışı metallerin ve metalik olmayan malzemelerin yüksek hızlarda ince kesilmesi ve delinmesi için kullanılır. Cam elyaf toz metalurjisi boşlukları, seramik malzemeler vb. gibi çeşitli aşınmaya dayanıklı metal olmayan malzemelerin işlenmesi için uygundur; çeşitli silikon-alüminyum alaşımları gibi aşınmaya dayanıklı çeşitli demir dışı metaller; ve çeşitli demir dışı metallerin son işlemleri.
Elmas takımların dezavantajı zayıf termal stabiliteye sahip olmalarıdır. Kesme sıcaklığı 700°C~800°C'yi aştığında sertliklerini tamamen kaybederler. Ayrıca elmas (karbon) demir ile yüksek sıcaklıklarda kolayca reaksiyona girdiğinden demir içeren metallerin kesilmesine uygun değildir. Atomik etki, karbon atomlarını grafit yapısına dönüştürür ve alet kolayca zarar görür.
2. Kübik bor nitrür takım malzemesi
Elmas üretimine benzer bir yöntem kullanılarak sentezlenen ikinci süper sert malzeme olan kübik bor nitrür (CBN), sertlik ve termal iletkenlik açısından elmastan sonra ikinci sırada yer alır. Mükemmel termal stabiliteye sahiptir ve atmosferde 10.000C'ye kadar ısıtılabilir. Oksidasyon meydana gelmez. CBN, demirli metaller için son derece kararlı kimyasal özelliklere sahiptir ve çelik ürünlerin işlenmesinde yaygın olarak kullanılabilir.
⑴ Kübik bor nitrür kesici takım çeşitleri
Kübik bor nitrür (CBN) doğada bulunmayan bir maddedir. Tek kristal ve çok kristalli, yani CBN tek kristal ve çok kristalli kübik bor nitrür (Polikkristal kübik Bornnitrit, kısaca PCBN) olarak ikiye ayrılır. CBN, bor nitrürün (BN) allotroplarından biridir ve elmasa benzer bir yapıya sahiptir.
PCBN (çok kristalli kübik bor nitrür), ince CBN malzemelerinin yüksek sıcaklık ve basınç altında bağlama aşamaları (TiC, TiN, Al, Ti, vb.) yoluyla birlikte sinterlendiği çok kristalli bir malzemedir. Şu anda yapay olarak sentezlenen ikinci en sert malzemedir. Elmas takım malzemesi, elmasla birlikte toplu olarak süper sert takım malzemesi olarak adlandırılır. PCBN esas olarak bıçak veya diğer aletlerin yapımında kullanılır.
PCBN kesici takımlar katı PCBN bıçaklara ve karbür ile sinterlenmiş PCBN kompozit bıçaklara ayrılabilir.
PCBN kompozit bıçaklar, iyi mukavemet ve tokluğa sahip semente karbür üzerinde 0,5 ila 1,0 mm kalınlığında bir PCBN tabakasının sinterlenmesiyle yapılır. Performansı iyi tokluğu yüksek sertlik ve aşınma direnciyle birleştirir. CBN bıçaklarının bükülme mukavemetinin düşük olması ve kaynaklanmasının zor olması sorunlarını çözer.
⑵ Kübik bor nitrürün ana özellikleri ve özellikleri
Kübik bor nitrürün sertliği elmastan biraz daha düşük olmasına rağmen diğer yüksek sertlikteki malzemelere göre çok daha yüksektir. CBN'nin göze çarpan avantajı, termal stabilitesinin elmastan çok daha yüksek olması ve 1200°C'nin üzerindeki sıcaklıklara ulaşmasıdır (elmas 700-800°C'dir). Bir diğer öne çıkan avantajı ise kimyasal olarak inert olması ve 1200-1300°C'de demir ile reaksiyona girmemesidir. reaksiyon. Kübik bor nitrürün ana performans özellikleri aşağıdaki gibidir.
① Yüksek sertlik ve aşınma direnci: CBN kristal yapısı elmasa benzer ve elmasla benzer sertlik ve mukavemete sahiptir. PCBN özellikle önceden taşlanabilen yüksek sertlikteki malzemelerin işlenmesi için uygundur ve iş parçasında daha iyi yüzey kalitesi elde edilebilir.
② Yüksek termal stabilite: CBN'nin ısı direnci 1400~1500°C'ye ulaşabilir; bu, elmasın ısı direncinden (700~800°C) neredeyse 1 kat daha yüksektir. PCBN takımları, yüksek sıcaklıktaki alaşımları ve sertleştirilmiş çeliği, karbür takımlardan 3 ila 5 kat daha yüksek hızlarda kesebilir.
③ Mükemmel kimyasal stabilite: 1200-1300°C'ye kadar demir bazlı malzemelerle kimyasal etkileşime girmez ve elmas kadar keskin bir şekilde aşınmaz. Şu anda semente karbürün sertliğini hala koruyabilir; PCBN takımları söndürülmüş çelik parçaları ve soğutulmuş dökme demiri kesmek için uygundur, dökme demirin yüksek hızlı kesilmesinde yaygın olarak kullanılabilir.
④ İyi termal iletkenlik: CBN'nin termal iletkenliği elmasla aynı seviyede olmasa da, PCBN'nin çeşitli takım malzemeleri arasında termal iletkenliği elmastan sonra ikinci sıradadır ve yüksek hız çeliği ve semente karbürden çok daha yüksektir.
⑤ Daha düşük sürtünme katsayısına sahiptir: Düşük sürtünme katsayısı, kesme sırasında kesme kuvvetinin azalmasına, kesme sıcaklığının düşmesine ve işlenen yüzeyin kalitesinin iyileşmesine yol açabilir.
⑶ Kübik bor nitrür kesici takımların uygulanması
Kübik bor nitrür, su verilmiş çelik, sert dökme demir, yüksek sıcaklık alaşımları, semente karbür ve yüzey püskürtme malzemeleri gibi kesilmesi zor çeşitli malzemelerin ince talaş işlemesi için uygundur. İşleme doğruluğu IT5'e ulaşabilir (delik IT6'dır) ve yüzey pürüzlülüğü değeri Ra1.25~0.20μm kadar küçük olabilir.
Kübik bor nitrür takım malzemesinin tokluğu ve bükülme mukavemeti zayıftır. Bu nedenle kübik bor nitrür tornalama takımları, düşük hızlarda ve yüksek darbe yüklerinde kaba işlemeye uygun değildir; aynı zamanda yüksek plastisiteye sahip malzemeleri (alüminyum alaşımları, bakır alaşımları, nikel bazlı alaşımlar, yüksek plastisiteye sahip çelikler vb.) kesmek için uygun değildirler, çünkü bunları keserken çalışırken ciddi talaş yığılmaları meydana gelecektir. metal ile işlenmiş yüzeyin bozulmasına neden olur.
3. seramik alet malzemeleri
Seramik kesici takımlar yüksek sertlik, iyi aşınma direnci, mükemmel ısı direnci ve kimyasal kararlılık özelliklerine sahiptir ve metalle yapıştırılması kolay değildir. Seramik takımlar CNC işlemede çok önemli bir rol oynamaktadır. Seramik aletler, işlenmesi zor malzemelerin yüksek hızda kesilmesi ve işlenmesi için ana araçlardan biri haline gelmiştir. Seramik kesici takımlar yüksek hızlı kesme, kuru kesme, sert kesme ve işlenmesi zor malzemelerin kesilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Seramik aletler, geleneksel aletlerin hiçbir şekilde işleyemediği yüksek sertlikteki malzemeleri verimli bir şekilde işleyerek “taşlama yerine tornalama” işlemini gerçekleştirebilir; Seramik takımların optimum kesme hızı, karbür takımlarınkinden 2 ila 10 kat daha yüksek olabilir, böylece kesme üretim verimliliği büyük ölçüde artar. ; Seramik alet malzemelerinde kullanılan ana hammaddeler yer kabuğunda en çok bulunan elementlerdir. Bu nedenle seramik aletlerin tanıtımı ve uygulanması, verimliliğin artırılması, işleme maliyetlerinin azaltılması ve stratejik değerli metallerin tasarrufu açısından büyük önem taşımaktadır. Aynı zamanda kesme teknolojisinin gelişimini de büyük ölçüde teşvik edecektir. ilerlemek.
⑴ Seramik alet malzemesi çeşitleri
Seramik alet malzemesi türleri genel olarak üç kategoriye ayrılabilir: alümina bazlı seramikler, silikon nitrür bazlı seramikler ve kompozit silikon nitrür-alümina bazlı seramikler. Bunlar arasında alümina bazlı ve silisyum nitrür bazlı seramik takım malzemeleri en yaygın kullanılanlardır. Silisyum nitrür bazlı seramiklerin performansı alümina bazlı seramiklerden daha üstündür.
⑵ Seramik kesici takımların performansı ve özellikleri
① Yüksek sertlik ve iyi aşınma direnci: Seramik kesici takımların sertliği PCD ve PCBN kadar yüksek olmasa da, karbür ve yüksek hız çeliği kesici takımlardan çok daha yüksektir ve 93-95HRA'ya ulaşır. Seramik kesici takımlar, geleneksel kesici takımlarla işlenmesi zor olan yüksek sert malzemeleri işleyebilir ve yüksek hızlı kesme ve sert kesmeye uygundur.
② Yüksek sıcaklık dayanımı ve iyi ısı direnci: Seramik kesici takımlar 1200°C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda da kesebilir. Seramik kesici takımlar yüksek sıcaklıkta iyi mekanik özelliklere sahiptir. A12O3 seramik kesici takımlar özellikle iyi oksidasyon direncine sahiptir. Kesici uç kızgın durumda olsa bile sürekli olarak kullanılabilir. Bu nedenle seramik aletler kuru kesmeyi gerçekleştirebilir ve böylece kesme sıvısı ihtiyacını ortadan kaldırabilir.
③ İyi kimyasal stabilite: Seramik kesme aletlerinin metalle bağlanması kolay değildir ve korozyona dayanıklıdır ve kesici aletlerin yapışma aşınmasını azaltabilen iyi bir kimyasal stabiliteye sahiptir.
④ Düşük sürtünme katsayısı: Seramik aletler ile metal arasındaki afinite küçüktür ve sürtünme katsayısı düşüktür, bu da kesme kuvvetini ve kesme sıcaklığını azaltabilir.
⑶ Seramik bıçakların uygulamaları vardır
Seramik, esas olarak yüksek hızlı ince talaş işleme ve yarı ince talaş işleme için kullanılan takım malzemelerinden biridir. Seramik kesici takımlar, çeşitli dökme demirleri (gri dökme demir, sfero döküm, dövülebilir dökme demir, soğutulmuş dökme demir, yüksek alaşımlı aşınmaya dayanıklı dökme demir) ve çelik malzemeleri (karbon yapı çeliği, alaşımlı yapı çeliği, yüksek mukavemetli çelik, yüksek manganezli çelik, su verilmiş çelik vb.), bakır alaşımlarını, grafiti, mühendislik plastiklerini ve kompozit malzemeleri kesmek için de kullanılabilir.
Seramik kesici takımların malzeme özellikleri, düşük eğilme mukavemeti ve zayıf darbe tokluğu problemlerine sahiptir, bu da onları düşük hızlarda ve darbe yükleri altında kesmeye uygun hale getirmez.
4. Kaplamalı takım malzemeleri
Kesici takımların kaplanması takım performansını artırmanın önemli yollarından biridir. Kaplamalı takımların ortaya çıkışı, kesici takımların kesme performansında büyük bir ilerlemeyi beraberinde getirmiştir. Kaplamalı takımlar, takım gövdesi üzerinde iyi aşınma direnci ve iyi tokluğa sahip bir veya daha fazla katman refrakter bileşik ile kaplanır. Takım matrisini sert kaplamayla birleştirerek takım performansını büyük ölçüde artırır. Kaplamalı takımlar işleme verimliliğini artırabilir, işleme doğruluğunu artırabilir, aletin servis ömrünü uzatabilir ve işleme maliyetlerini azaltabilir.
Yeni CNC takım tezgahlarında kullanılan kesici takımların yaklaşık %80'inde kaplamalı takımlar kullanılmaktadır. Kaplamalı takımlar gelecekte CNC işleme alanında en önemli takım çeşidi olacaktır.
⑴ Kaplamalı takım çeşitleri
Farklı kaplama yöntemlerine göre kaplanmış takımlar, kimyasal buhar biriktirme (CVD) kaplamalı takımlar ve fiziksel buhar biriktirme (PVD) kaplamalı takımlar olarak ikiye ayrılabilir. Kaplamalı karbür kesici takımlar genellikle kimyasal buhar biriktirme yöntemini kullanır ve biriktirme sıcaklığı 1000°C civarındadır. Kaplamalı yüksek hız çeliği kesici takımlar genellikle fiziksel buhar biriktirme yöntemini kullanır ve biriktirme sıcaklığı 500°C civarındadır;
Kaplamalı takımların farklı alt katman malzemelerine göre, kaplamalı takımlar karbür kaplamalı takımlara, yüksek hız çeliği kaplamalı takımlara ve seramik ve süper sert malzemeler (elmas ve kübik bor nitrür) üzerindeki kaplamalı takımlara ayrılabilir.
Kaplama malzemesinin özelliklerine göre kaplanmış takımlar “sert” kaplanmış takımlar ve “yumuşak” kaplanmış takımlar olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir. "Sert" kaplamalı takımların temel hedefleri yüksek sertlik ve aşınma direncidir. Ana avantajları yüksek sertlik ve iyi aşınma direncidir; tipik olarak TiC ve TiN kaplamalardır. "Yumuşak" kaplama takımlarının amacı, kendi kendini yağlayan takımlar olarak da bilinen, iş parçası malzemesi ile sürtünme yapan düşük bir sürtünme katsayısıdır. Katsayı çok düşüktür, sadece yaklaşık 0,1'dir, bu da yapışmayı azaltabilir, sürtünmeyi azaltabilir ve kesmeyi azaltabilir. kuvvet ve kesme sıcaklığı.
Son zamanlarda nanokaplama (Nanoeoating) kesici takımlar geliştirilmiştir. Bu tür kaplanmış aletler, farklı işlevsellik ve performans gereksinimlerini karşılamak için farklı kaplama malzemeleri kombinasyonlarını (metal/metal, metal/seramik, seramik/seramik vb.) kullanabilir. Düzgün tasarlanmış nano kaplamalar, takım malzemelerinin mükemmel sürtünme azaltıcı ve aşınma önleyici işlevlere ve kendi kendini yağlama özelliklerine sahip olmasını sağlayarak onları yüksek hızlı kuru kesmeye uygun hale getirebilir.
⑵ Kaplamalı kesici takımların özellikleri
① İyi mekanik ve kesme performansı: Kaplamalı takımlar, temel malzemenin ve kaplama malzemesinin mükemmel özelliklerini birleştirir. Sadece ana malzemenin iyi tokluğunu ve yüksek mukavemetini korumakla kalmaz, aynı zamanda yüksek sertliğe, yüksek aşınma direncine ve düşük Sürtünme katsayısına da sahiptirler. Bu nedenle kaplamalı takımların kesme hızı, kaplamasız takımlara göre 2 kattan fazla artırılabilir ve daha yüksek ilerleme hızlarına izin verilir. Kaplamalı takımların ömrü de uzar.
② Güçlü çok yönlülük: Kaplamalı takımlar geniş bir çok yönlülüğe sahiptir ve işleme aralığını önemli ölçüde genişletir. Bir kaplamalı takım, birden fazla kaplamasız takımın yerini alabilir.
③ Kaplama kalınlığı: Kaplama kalınlığı arttıkça takım ömrü de artacaktır, ancak kaplama kalınlığı doygunluğa ulaştığında takım ömrü artık önemli ölçüde artmayacaktır. Kaplama çok kalın olduğunda kolayca soyulmaya neden olur; Kaplama çok ince olduğunda aşınma direnci zayıf olacaktır.
④ Yeniden Bilenebilirlik: Kaplamalı bıçakların yeniden bileme yeteneği zayıftır, karmaşık kaplama ekipmanları, yüksek işlem gereksinimleri ve uzun kaplama süresi vardır.
⑤ Kaplama malzemesi: Farklı kaplama malzemelerine sahip takımların farklı kesme performansları vardır. Örneğin: düşük hızda kesim yaparken TiC kaplamanın avantajları vardır; yüksek hızda kesim yaparken TiN daha uygundur.
⑶Kaplamalı kesici takımların uygulanması
Kaplamalı takımlar CNC işleme alanında büyük bir potansiyele sahiptir ve gelecekte CNC işleme alanında en önemli takım çeşidi olacaktır. Yüksek hızlı kesme işleminin çeşitli gereksinimlerini karşılamak için parmak frezelere, raybalara, matkap uçlarına, kompozit delik işleme takımlarına, dişli ocaklara, dişli şekillendirici kesicilere, dişli tıraş kesicilere, şekillendirme broşlarına ve çeşitli makine kelepçeli indekslenebilir kesici uçlara kaplama teknolojisi uygulanmıştır. Çelik ve dökme demir, ısıya dayanıklı alaşımlar ve demir dışı metaller gibi malzemelerin ihtiyaçları.
5. Karbür takım malzemeleri
Karbür kesici takımlar, özellikle değiştirilebilir karbür kesici takımlar, CNC işleme takımlarının önde gelen ürünleridir. 1980'lerden bu yana, çeşitli entegre ve indekslenebilir karbür kesici takımların veya kesici uçların çeşitleri, çeşitli tiplere genişletildi. Değiştirilebilir karbür takımların basit tornalama takımlarından ve yüzey frezeleme takımlarından çeşitli hassas, karmaşık ve şekillendirme takım alanlarına kadar genişlediği çeşitli kesici takım alanları.
⑴ Karbür kesici takım çeşitleri
Ana kimyasal bileşime göre semente karbür, tungsten karbür bazlı semente karbür ve titanyum karbon (nitrür) (TiC(N)) bazlı semente karbür olarak ikiye ayrılabilir.
Tungsten karbür bazlı semente karbür üç tip içerir: tungsten kobalt (YG), tungsten kobalt titanyum (YT) ve nadir karbür katkılı (YW). Her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Ana bileşenler tungsten karbür (WC) ve titanyum karbürdür. (TiC), tantal karbür (TaC), niyobyum karbür (NbC), vb. Yaygın olarak kullanılan metal bağlama fazı Co'dur.
Titanyum karbon (nitrür) bazlı semente karbür, ana bileşen olarak TiC içeren semente karbürdür (bazıları başka karbürler veya nitrürler ekler). Yaygın olarak kullanılan metal bağlama fazları Mo ve Ni'dir.
ISO (Uluslararası Standardizasyon Örgütü), kesme karbürünü üç kategoriye ayırır:
Kl0 ~ K40 dahil K Sınıfı, ülkemin YG sınıfına eşdeğerdir (ana bileşen WC.Co'dur).
P01 ~ P50 dahil olmak üzere P kategorisi, ülkemin YT kategorisine eşdeğerdir (ana bileşen WC.TiC.Co'dur).
M10~M40 da dahil olmak üzere M Sınıfı, ülkemin YW sınıfına eşdeğerdir (ana bileşen WC-TiC-TaC(NbC)-Co'dur).
Her kalite, 01 ile 50 arasında bir sayı ile yüksek sertlikten maksimum tokluğa kadar değişen bir dizi alaşımı temsil eder.
⑵ Karbür kesici takımların performans özellikleri
① Yüksek sertlik: Karbür kesici takımlar, toz metalurjisi yoluyla 89 ila 93HRA sertliğe sahip, yüksek sertliğe ve erime noktasına sahip karbürlerden (sert faz olarak adlandırılır) ve metal bağlayıcılardan (bağlanma fazı olarak adlandırılır) yapılır. , yüksek hız çeliğinden çok daha yüksektir. 5400C'de sertlik hala 82~87HRA'ya ulaşabilir; bu, yüksek hız çeliğinin oda sıcaklığındaki sertliğiyle (83~86HRA) aynıdır. Semente karbürün sertlik değeri, karbürlerin doğasına, miktarına, parçacık boyutuna ve metal bağlama fazının içeriğine göre değişir ve genellikle bağlama metali fazının içeriğinin artmasıyla azalır. Bağlayıcı faz içeriği aynı olduğunda YT alaşımlarının sertliği YG alaşımlarından daha yüksektir ve TaC (NbC) ile eklenen alaşımların yüksek sıcaklık sertliği daha yüksektir.
② Eğilme mukavemeti ve tokluk: Yaygın olarak kullanılan semente karbürün bükülme mukavemeti 900 ila 1500MPa aralığındadır. Metal bağlayıcı faz içeriği ne kadar yüksek olursa, bükülme mukavemeti de o kadar yüksek olur. Bağlayıcı içeriği aynı olduğunda YG tipi (WC-Co) alaşımın mukavemeti YT tipi (WC-TiC-Co) alaşıma göre daha yüksektir ve TiC içeriği arttıkça mukavemet azalır. Semente karbür kırılgan bir malzemedir ve oda sıcaklığında darbe dayanıklılığı yüksek hız çeliğinin yalnızca 1/30 ila 1/8'i kadardır.
⑶ Yaygın olarak kullanılan karbür kesici takımların uygulanması
YG alaşımları esas olarak dökme demir, demir dışı metaller ve metalik olmayan malzemelerin işlenmesinde kullanılır. İnce taneli semente karbür (YG3X, YG6X gibi), aynı kobalt içeriğine sahip orta taneli karbürden daha yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahiptir. Bazı özel sert dökme demir, östenitik paslanmaz çelik, ısıya dayanıklı alaşım, Titanyum alaşımı, sert bronz ve aşınmaya dayanıklı yalıtım malzemelerinin vb. işlenmesi için uygundur.
YT tipi semente karbürün öne çıkan avantajları, yüksek sertlik, iyi ısı direnci, yüksek sıcaklıklarda YG tipine göre daha yüksek sertlik ve basınç dayanımı ve iyi oksidasyon direncidir. Bu nedenle bıçağın daha yüksek ısı direncine ve aşınma direncine sahip olması gerektiğinde, daha yüksek TiC içeriğine sahip bir kalite seçilmelidir. YT alaşımları çelik gibi plastik malzemelerin işlenmesi için uygundur ancak titanyum alaşımlarının ve silikon-alüminyum alaşımlarının işlenmesi için uygun değildir.
YW alaşımı, YG ve YT alaşımlarının özelliklerine sahiptir ve iyi kapsamlı özelliklere sahiptir. Çelik, dökme demir ve demir dışı metallerin işlenmesinde kullanılabilir. Bu tür alaşımın kobalt içeriği uygun şekilde arttırılırsa, mukavemet çok yüksek olabilir ve işlenmesi zor çeşitli malzemelerin kaba işlenmesi ve kesintili kesilmesi için kullanılabilir.
6． Yüksek hız çeliği kesme aletleri
Yüksek Hız Çeliği (HSS), W, Mo, Cr ve V gibi daha fazla alaşım elementi ekleyen yüksek alaşımlı bir takım çeliğidir. Yüksek hız çeliği kesme takımları, mukavemet, tokluk ve işlenebilirlik açısından mükemmel kapsamlı performansa sahiptir. Karmaşık kesme takımlarında, özellikle delik işleme takımları, freze takımları, diş açma takımları, broşlama takımları, dişli kesme takımları vb. gibi karmaşık bıçak şekillerine sahip olanlarda, yüksek hız çeliği hala kullanılmaktadır. baskın bir pozisyon işgal ediyor. Yüksek hız çeliği bıçakların keskin kesici kenarlar elde etmek için keskinleştirilmesi kolaydır.
Farklı kullanımlara göre yüksek hız çeliği, genel amaçlı yüksek hız çeliği ve yüksek performanslı yüksek hız çeliği olarak ikiye ayrılabilir.
⑴ Genel amaçlı yüksek hız çeliği kesme takımları
Genel amaçlı yüksek hız çeliği. Genel olarak iki kategoriye ayrılabilir: tungsten çeliği ve tungsten-molibden çeliği. Bu tür yüksek hız çeliği %0,7 ila %0,9 (C) içerir. Çelikteki farklı tungsten içeriğine göre, W içeriği %12 veya %18 olan tungsten çeliğine, %6 veya %8 W içeriğine sahip tungsten-molibden çeliğine ve W içeriğine sahip molibden çeliğine ayrılabilir. %2 veya W yok. Genel amaçlı yüksek hız çeliği belirli bir sertliğe (63-66HRC) ve aşınma direncine, yüksek mukavemete ve tokluğa, iyi plastikliğe ve işleme teknolojisine sahiptir, bu nedenle çeşitli karmaşık aletlerin imalatında yaygın olarak kullanılır.
① Tungsten çeliği: Genel amaçlı yüksek hız çeliği tungsten çeliğinin tipik sınıfı W18Cr4V'dir (W18 olarak anılır). İyi bir genel performansa sahiptir. 6000C'deki yüksek sıcaklık sertliği 48,5HRC'dir ve çeşitli karmaşık aletlerin imalatında kullanılabilir. İyi öğütülebilirlik ve düşük dekarbürizasyon hassasiyeti gibi avantajlara sahiptir, ancak bunun nedeni yüksek karbür içeriği, eşit olmayan dağılım, büyük parçacıklar ve düşük mukavemet ve tokluktur.
② Tungsten-molibden çeliği: tungsten çeliğindeki tungstenin bir kısmının molibden ile değiştirilmesiyle elde edilen yüksek hız çeliğini ifade eder. Tungsten-molibden çeliğinin tipik kalitesi W6Mo5Cr4V2'dir (M2 olarak anılır). M2'nin karbür parçacıkları ince ve tekdüzedir ve mukavemeti, tokluğu ve yüksek sıcaklık plastisitesi W18Cr4V'ninkinden daha iyidir. Tungsten-molibden çeliğinin başka bir türü W9Mo3Cr4V'dir (kısaca W9). Termal stabilitesi M2 çeliğinden biraz daha yüksektir, bükülme mukavemeti ve tokluğu W6M05Cr4V2'den daha iyidir ve iyi işlenebilirliğe sahiptir.
⑵ Yüksek performanslı, yüksek hızlı çelik kesici takımlar
Yüksek performanslı yüksek hız çeliği, genel amaçlı yüksek hız çeliğinin bileşimine bir miktar karbon içeriği, vanadyum içeriği ve Co ve Al gibi alaşım elementleri ekleyen, böylece ısı direncini ve aşınma direncini artıran yeni bir çelik türünü ifade eder. . Temel olarak aşağıdaki kategoriler vardır:
① Yüksek karbonlu yüksek hız çeliği. Yüksek karbonlu yüksek hız çeliği (95W18Cr4V gibi) oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıkta yüksek sertliğe sahiptir. Yüksek aşınma direnci gereksinimleri olan sıradan çelik ve dökme demir, matkap uçları, raybalar, kılavuzlar ve freze bıçaklarının veya daha sert malzemelerin işlenmesine yönelik aletlerin imalatı ve işlenmesi için uygundur. Büyük darbelere dayanmaya uygun değildir.
② Yüksek vanadyumlu yüksek hız çeliği. W12Cr4V4Mo (EV4 olarak anılır) gibi tipik kaliteler %3 ila %5'e yükseltilmiş V içeriğine sahiptir, iyi aşınma direncine sahiptir ve fiberler, sert kauçuk, plastikler gibi büyük takım aşınmasına neden olan malzemeleri kesmek için uygundur. vb. ve aynı zamanda paslanmaz çelik, yüksek mukavemetli çelik ve yüksek sıcaklık alaşımları gibi malzemelerin işlenmesi için de kullanılabilir.
③ Kobalt yüksek hız çeliği. Kobalt içeren süper sert yüksek hız çeliğidir. W2Mo9Cr4VCo8 (M42 olarak anılır) gibi tipik kaliteler çok yüksek sertliğe sahiptir. Sertliği 69-70HRC'ye ulaşabilir. Kullanımı zor, yüksek mukavemetli, ısıya dayanıklı çeliklerin, yüksek sıcaklık alaşımlarının, titanyum alaşımlarının vb. işlenmesi için uygundur. İşleme malzemeleri: M42 iyi taşlanabilirliğe sahiptir ve hassas ve karmaşık aletlerin yapımı için uygundur, ancak uygun değildir Darbeli kesme koşulları altında çalışmak için.
④ Alüminyum yüksek hız çeliği. Alüminyum içeren süper sert yüksek hız çeliğidir. Tipik kaliteler örneğin W6Mo5Cr4V2Al'dir (501 olarak anılır). 6000C'deki yüksek sıcaklık sertliği de 54HRC'ye ulaşır. Kesme performansı M42'ye eşdeğerdir. Freze takımları, matkap uçları, raybalar, dişli kesiciler ve broşların imalatı için uygundur. vb. alaşımlı çelik, paslanmaz çelik, yüksek mukavemetli çelik ve yüksek sıcaklık alaşımları gibi malzemelerin işlenmesinde kullanılır.
⑤ Azot süper sert yüksek hız çeliği. (V3N) olarak adlandırılan W12M03Cr4V3N gibi tipik kaliteler, nitrojen içeren süper sert yüksek hız çelikleridir. Sertlik, dayanıklılık ve tokluk M42'ye eşdeğerdir. Kobalt içeren yüksek hız çeliklerinin yerine kullanılabilirler ve işlenmesi zor malzemelerin ve düşük hızlı, yüksek hassasiyetli çeliklerin düşük hızda kesilmesi için kullanılırlar. işleme.
⑶ Yüksek hız çeliği ve toz metalurjisi yüksek hız çeliğinin eritilmesi
Farklı üretim süreçlerine göre yüksek hız çeliği, eritme yüksek hız çeliği ve toz metalurjisi yüksek hız çeliğine ayrılabilir.
① Yüksek hız çeliğinin eritilmesi: Hem sıradan yüksek hız çeliği hem de yüksek performanslı yüksek hız çeliği, eritme yöntemleriyle yapılır. Eritme, külçe dökümü, kaplama ve haddeleme gibi işlemlerle bıçak haline getirilirler. Yüksek hız çeliğini eritirken kolayca ortaya çıkan ciddi bir sorun karbür ayrışmasıdır. Yüksek hız çeliğinde sert ve kırılgan karbürler eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır ve taneler kabadır (onlarca mikrona kadar), bu da yüksek hız çeliği takımlarının aşınma direncini ve tokluğunu etkiler. ve kesme performansını olumsuz etkiler.
② Toz metalurjisi yüksek hız çeliği (PM HSS): Toz metalurjisi yüksek hız çeliği (PM HSS), yüksek frekanslı bir endüksiyon ocağında eritilen, yüksek basınçlı argon veya saf nitrojen ile atomize edilen ve daha sonra su verilerek elde edilen sıvı çeliktir. ince ve düzgün kristaller. Yapı (yüksek hız çeliği tozu) ve daha sonra elde edilen tozu yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında bir bıçak boşluğuna bastırın veya önce bir çelik kütük yapın ve ardından dövüp bıçak şekline getirin. Eritme yöntemiyle üretilen yüksek hız çeliğiyle karşılaştırıldığında PM HSS, karbür tanelerinin ince ve tek biçimli olması ve mukavemet, tokluk ve aşınma direncinin eritilmiş yüksek hız çeliğine kıyasla çok daha iyi olması gibi avantajlara sahiptir. Karmaşık CNC takımları alanında PM HSS takımları daha da gelişecek ve önemli bir konuma gelecektir. F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN vb. gibi tipik kaliteler, büyük boyutlu, ağır yüklü, yüksek darbeye dayanıklı kesici takımların yanı sıra hassas kesici takımların üretiminde kullanılabilir.
CNC Takım Malzemeleri Seçimi İlkeleri
Şu anda, yaygın olarak kullanılan CNC takım malzemeleri esas olarak elmas takımları, kübik bor nitrür takımları, seramik takımları, kaplamalı takımları, karbür takımları, yüksek hız çeliği takımları vb. içerir. Takım malzemelerinin birçok sınıfı vardır ve bunların özellikleri büyük ölçüde farklılık gösterir. Aşağıdaki tablo çeşitli takım malzemelerinin ana performans göstergelerini göstermektedir.
CNC işleme için takım malzemeleri, işlenen iş parçasına ve işlemin niteliğine göre seçilmelidir. Alet malzemelerinin seçimi, işleme nesnesiyle makul şekilde eşleştirilmelidir. Kesici takım malzemelerinin ve işlenen nesnelerin eşleştirilmesi, en uzun takım ömrünü ve maksimum kesme verimliliğini elde etmek için esas olarak ikisinin mekanik özelliklerinin, fiziksel özelliklerinin ve kimyasal özelliklerinin eşleştirilmesi anlamına gelir.
1. Kesici takım malzemelerinin ve işleme nesnelerinin mekanik özelliklerinin eşleştirilmesi
Kesici takım ile işlenen nesnenin mekanik özelliklerinin eşleştirilmesi sorunu esas olarak aletin ve iş parçası malzemesinin mukavemeti, tokluğu ve sertliği gibi mekanik özellik parametrelerinin eşleştirilmesine atıfta bulunur. Farklı mekanik özelliklere sahip takım malzemeleri, farklı iş parçası malzemelerinin işlenmesi için uygundur.
① Takım malzemesi sertliğinin sırası şu şekildedir: elmas takım>kübik bor nitrür takım>seramik takım>tungsten karbür>yüksek hız çeliği.
② Takım malzemelerinin bükülme mukavemetinin sırası şu şekildedir: yüksek hız çeliği > semente karbür > seramik takımlar > elmas ve kübik bor nitrür takımlar.
③ Takım malzemelerinin tokluk sırası şu şekildedir: yüksek hız çeliği>tungsten karbür>kübik bor nitrür, elmas ve seramik takımlar.
Yüksek sertlikteki iş parçası malzemelerinin daha yüksek sertlikteki takımlarla işlenmesi gerekir. Takım malzemesinin sertliği, genellikle 60HRC'nin üzerinde olması gereken iş parçası malzemesinin sertliğinden daha yüksek olmalıdır. Takım malzemesinin sertliği ne kadar yüksek olursa, aşınma direnci de o kadar iyi olur. Örneğin semente karbürdeki kobalt içeriği arttığında mukavemeti ve tokluğu artar ve sertliği azalır, bu da onu kaba işlemeye uygun hale getirir; kobalt içeriği azaldığında sertliği ve aşınma direnci artarak finisaj için uygun hale gelir.
Yüksek sıcaklıkta mükemmel mekanik özelliklere sahip takımlar özellikle yüksek hızlı kesim için uygundur. Seramik kesme takımlarının mükemmel yüksek sıcaklık performansı, yüksek hızlarda kesmelerine olanak tanır ve izin verilen kesme hızı semente karbürden 2 ila 10 kat daha yüksek olabilir.
2. Kesici takım malzemesinin fiziksel özelliklerinin işlenen nesneyle eşleştirilmesi
Yüksek ısı iletkenliğine ve düşük erime noktasına sahip yüksek hız çeliği aletler, yüksek erime noktasına ve düşük ısıl genleşmeye sahip seramik aletler, yüksek ısı iletkenliğine ve düşük ısıl genleşmeye sahip elmas aletler vb. gibi farklı fiziksel özelliklere sahip aletler, aşağıdakiler için uygundur: farklı iş parçası malzemelerinin işlenmesi. Isıl iletkenliği zayıf iş parçalarını işlerken, kesme ısısının hızlı bir şekilde dışarı aktarılabilmesi ve kesme sıcaklığının düşürülebilmesi için daha iyi ısıl iletkenliğe sahip takım malzemeleri kullanılmalıdır. Yüksek termal iletkenliği ve termal yayılımı nedeniyle elmas, büyük termal deformasyona neden olmadan kesme ısısını kolayca dağıtabilir; bu, özellikle yüksek boyutsal doğruluk gerektiren hassas işleme takımları için önemlidir.
① Çeşitli takım malzemelerinin ısı direnci sıcaklığı: elmas takımlar 700~8000C, PCBN takımlar 13000~15000C, seramik takımlar 1100~12000C, TiC(N) bazlı semente karbür 900~11000C, WC bazlı ultra ince taneler Karbür 800~9000C, HSS 600~7000C'dir.
② Çeşitli takım malzemelerinin ısıl iletkenlik sırası: PCD>PCBN>WC bazlı semente karbür>TiC(N) bazlı semente karbür>HSS>Si3N4 bazlı seramikler>A1203 bazlı seramikler.
③ Çeşitli takım malzemelerinin termal genleşme katsayılarının sırası şu şekildedir: HSS>WC bazlı semente karbür>TiC(N)>A1203 bazlı seramik>PCBN>Si3N4 bazlı seramik>PCD.
④ Çeşitli takım malzemelerinin termal şok direncinin sırası şu şekildedir: HSS>WC bazlı semente karbür>Si3N4 bazlı seramikler>PCBN>PCD>TiC(N) bazlı semente karbür>A1203 bazlı seramikler.
3. Kesici takım malzemesinin kimyasal özelliklerinin işlenmiş nesneyle eşleştirilmesi
Kesici takım malzemelerinin ve işleme nesnelerinin kimyasal özelliklerinin eşleştirilmesi sorunu, temel olarak takım malzemelerinin ve iş parçası malzemelerinin kimyasal afinitesi, kimyasal reaksiyonu, difüzyonu ve çözünmesi gibi kimyasal performans parametrelerinin eşleştirilmesi anlamına gelir. Farklı malzemelere sahip takımlar, farklı iş parçası malzemelerinin işlenmesi için uygundur.
① Çeşitli takım malzemelerinin (çelik ile) bağlanma sıcaklığı direnci şu şekildedir: PCBN>seramik>tungsten karbür>HSS.
② Çeşitli takım malzemelerinin oksidasyon direnci sıcaklığı şöyledir: seramik>PCBN>tungsten karbür>elmas>HSS.
③ Takım malzemelerinin difüzyon gücü (çelik için): elmas>Si3N4 bazlı seramikler>PCBN>A1203 bazlı seramikler. Difüzyon yoğunluğu (titanyum için): A1203 bazlı seramik>PCBN>SiC>Si3N4>elmas.
4. CNC takım malzemelerinin makul seçimi
Genel olarak konuşursak, PCBN, seramik takımlar, kaplamalı karbür ve TiCN bazlı karbür takımlar, çelik gibi demirli metallerin CNC ile işlenmesi için uygundur; PCD takımları Al, Mg, Cu gibi demir dışı metal malzemeler ve bunların alaşımları ve metalik olmayan malzemelerin işlenmesi için uygundur. Aşağıdaki tablo, yukarıdaki takım malzemelerinin işlenmeye uygun olduğu bazı iş parçası malzemelerini listelemektedir.
Xinfa CNC takımları kaliteli ve düşük fiyat özelliklerine sahiptir. Ayrıntılar için lütfen şu adresi ziyaret edin:
CNC Araçları Üreticileri - Çin CNC Araçları Fabrikası ve Tedarikçileri (xinfatools.com)
Gönderim zamanı: Kasım-01-2023
