干式切削及不同涂層材料刀具的選用(編輯修改稿)
2025-08-30 03:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 率就類似于銑削鋁，這時(shí)在鑄鐵上產(chǎn)生的溫度就高于常規(guī)刀具。 2) 金屬陶瓷、陶瓷、CBN、PCD的選用 切削速度越高就要求刀具材料更耐磨，還要求具有較高的熱硬性。金屬陶瓷、立方氮化硼以及兩種適合精細(xì)加工需要的陶瓷氧化鋁和氮化硅(現(xiàn)代術(shù)語陶瓷包含氧化鋁和氮化硅，而不象過去單指氧化鋁)，它們的應(yīng)用日漸普及。聚晶金剛石是另一種干式切削情況下使用的刀具材料。在所有這些材料中，它們都有較高的紅硬性和耐磨性，需要權(quán)衡考慮的是脆性較大。 a. 金屬陶瓷 是一種先進(jìn)的硬質(zhì)合金。金屬陶瓷比常規(guī)硬質(zhì)合金能承受更高的切削溫度，但是缺乏硬質(zhì)合金的耐沖擊性、在中型到重型加工時(shí)的韌性、以及在低速大進(jìn)給時(shí)的強(qiáng)度。金屬陶瓷在小的和不變的負(fù)荷時(shí)，也象常規(guī)硬質(zhì)合金那樣，有差不多的刀刃強(qiáng)度。但是它在高切削速度下的耐高溫和耐磨性能更好，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，加工的工件表面更光潔。當(dāng)用于加工軟的和粘性的材料時(shí)，它也有較好的抗積屑瘤性能，表面質(zhì)量很好。 較好的高溫硬度來自配料時(shí)加入的鈦的化合物。金屬陶瓷是硬質(zhì)合金的一種型式，它含有堅(jiān)硬的鈦基化合物(碳化鈦、碳氮化鈦和氮化鈦)，粘結(jié)劑是鎳或鎳鉬。由于金屬型粘結(jié)劑的溫度局限性，典型的金屬陶瓷牌號(hào)，在加工的材料硬度超過HRC40時(shí)，不具備足夠高的熱硬性。 金屬陶瓷比起涂層和非涂層硬質(zhì)合金，對(duì)斷裂和進(jìn)給引起的壓力更加敏感。因此，它最好用于高精度工件和表面質(zhì)量要求較高時(shí)。理想的加工工序是切削那些連續(xù)的表面。 車削碳鋼時(shí)，()。一般用途的銑削，可以在高的主軸速度、中等進(jìn)給量的條件下進(jìn)行。如果滿足這些條件，在大量生產(chǎn)時(shí)金屬陶瓷能長(zhǎng)時(shí)間地保持鋒利的切削刃。如果金屬陶瓷是在傳統(tǒng)的切削速度和進(jìn)給量下使用，比起硬質(zhì)合金刀具能改善了刀具壽命和表面質(zhì)量，也能提高生產(chǎn)率，對(duì)于切削合金鋼時(shí)其提高幅度為20%，對(duì)于切削碳鋼、不銹鋼和軟鐵時(shí)為50%。 b. 陶瓷 陶瓷刀具類似于金屬陶瓷，它比硬質(zhì)合金有更高的化學(xué)穩(wěn)定性，可在高的切削速度下進(jìn)行加工并持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間。純氧化鋁可以耐非常高的溫度，但是它的強(qiáng)度和韌性很低，工作條件如果不好，容易破碎。 為了減低陶瓷對(duì)破碎的敏感性，在企圖改善其韌性、提高耐沖擊性能時(shí)，加入了氧化鋯或加入碳化鈦與氮化鈦的混合物。盡管加入了這些添加劑，但是陶瓷的韌性比硬質(zhì)合金還是低得多。 另一個(gè)提高氧化鋁陶瓷韌性的方法是在材料中加入結(jié)晶紋理或碳化硅晶須，通過這些特殊的平均起來僅有1納米直徑，20微米長(zhǎng)很結(jié)實(shí)的晶須，相當(dāng)程度地增加了陶瓷的韌性、強(qiáng)度和抗熱沖擊性能。在組成上，晶須可高達(dá)30%。 象氧化鋁一樣，氮化硅比硬質(zhì)合金有更高的熱硬性。它耐高溫與機(jī)械沖擊的性能也比較好。與氧化鋁陶瓷相比它的缺點(diǎn)是在加工鋼時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性不很好?？墒?，用氮化硅陶瓷可在1450英尺/分(442m/min)或更高的速度下加工灰鑄鐵。 雖然使用陶瓷刀加工效率可以很高，但是應(yīng)用必須正確。例如，陶瓷刀具不能用于加工鋁，而對(duì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、淬硬鋼和某些未淬硬鋼、耐熱合金則特別適合?？墒菍?duì)這些材料而言，應(yīng)用得成功還有賴于開始切削之前刀具刃口外觀的準(zhǔn)備、機(jī)器和裝備的穩(wěn)定性和選用最佳的加工參數(shù)。 c. CB
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