Hartschneiden (ein Anwendungsbereich der Hochgeschwindigkeitsschneidtechnologie) bezeichnet ein Bearbeitungsverfahren zur Bearbeitung gehärteter Materialien (normalerweise Härte zwischen 54 und 63 HRC) – gehärteter Stahl, Grauguss, Sphäroguss, Pulvermetallurgie und Teile aus Sondermaterialien unter Verwendung von superharten Schneidwerkzeugen wie Keramik, superhartem CBN und superfeinem Hartmetall auf Drehmaschinen. Diese Bearbeitung wird normalerweise als Endbearbeitung oder Endbearbeitung verwendet. Sie bietet im Vergleich zum herkömmlichen Schleifen die Vorteile einer hohen Effizienz, guten Flexibilität, eines einfachen Prozesses und geringer Investition. Sie wird zunehmend in zeitaufwändigen und kostenintensiven Schleif- und Polierbearbeitungsszenarien eingesetzt.
Beispielsweise werden in der Automobilindustrie Schneidwerkzeuge aus CBN-kubischem Bornitrid verwendet, um das Innenloch von gehärteten 20CrMo5-Zahnrädern (60HRC) zu bearbeiten, anstatt zu schleifen. Die Oberflächenrauheit kann 0,22 μm erreichen. Es ist ein neues Verfahren geworden, das von der Automobilindustrie im In- und Ausland gefördert wird.
Hartschneiden Feinbearbeitung PK-Schleifen Feinbearbeitung
Bei hochhartem Stahl besteht die traditionelle Verarbeitungsmethode hauptsächlich darin, das Werkstück unter Glühbedingungen grob zu bearbeiten, es dann wärmezubehandeln und schließlich zu schleifen, um die Werkstückbearbeitung abzuschließen. Die Hartschneidetechnologie unterscheidet sich von herkömmlichen Verarbeitungsmethoden. Sie umfasst weniger Verarbeitungsschritte als herkömmliche Verarbeitungsmethoden. Durch den Wegfall der zweiten Wärmebehandlung zur Einsparung von Verarbeitungszeit bietet die Hartverarbeitungstechnologie eine höhere Flexibilität, erhöht die Materialabtragsrate und kann sogar eine Trockenverarbeitung erreichen. Aufgrund des Aufkommens von Werkzeugen aus superharten Materialien und der Verbesserung der Präzision von Verarbeitungsgeräten wie CNC-Werkzeugmaschinen ist die Verwendung von Hartschneiden anstelle von Schleifen zur Fertigstellung der Endbearbeitung von Teilen – Drehen statt Schleifen – zu einer neuen und wichtigen Endbearbeitungsmethode geworden.
Hartschneiden kann den Prozessablauf erheblich verkürzen, die Flexibilität der Verarbeitungstechnologie erhöhen, die Investition in Unternehmensausrüstung reduzieren, die Produktivität verbessern und enorme wirtschaftliche Vorteile bringen. Da beim Hartschneiden grundsätzlich keine Schneidflüssigkeit verwendet wird, ist es umweltfreundlich und erhält daher immer mehr Aufmerksamkeit. Natürlich ist dieses Werkzeug aus superhartem Material nicht billig, aber nach der praktischen Anwendung werden Sie definitiv herausfinden, welche Methode für Ihre tatsächlichen Anforderungen besser geeignet ist, welche kostengünstiger zu verwenden ist und mehr Wert für Ihr Produkt schaffen kann.
Harte Schneidstoffe
Werkstoffarten für harte Schneidwerkzeuge
Beim Hochgeschwindigkeits-Hartschneiden sind harte und superharte Schneidwerkzeugmaterialien erforderlich. Zu den superharten Werkzeugmaterialien, die beim Hochgeschwindigkeits-Hartschneiden verwendet werden können, gehören hauptsächlich Diamant, polykristallines kubisches Bornitrid (PCBN), Keramik, TiC(N)-basiertes Hartmetall usw. Unter ihnen wird Diamant hauptsächlich zur Bearbeitung von hochharten Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Materialien verwendet, während polykristallines kubisches Bornitrid, Keramik und TiC(N)-basiertes Hartmetall hauptsächlich zur Bearbeitung von hochhartem Stahl, Gusseisen und Superlegierungen verwendet werden.
Neu Cemuliert CArbid Eund Mkrank Tcool MMaterialien
Hartmetallfräser haben eine gute Zugfestigkeit und Bruchzähigkeit, aber ihre geringe Härte und schlechte Hochtemperaturstabilität schränken ihre Anwendung beim Hochgeschwindigkeits-Hartschneiden ein. Feinkörnige und ultrafeinkörnige Hartmetalle haben jedoch nach der Kornverfeinerung eine kleinere Hartphasengröße, und die Bindungsphase ist gleichmäßiger um die Hartphase verteilt, was die Härte und Verschleißfestigkeit von Hartmetallen verbessert und beim Hartschneiden weit verbreitet ist.
Metallkeramikeinsätze in der Hartmetallindustrie beziehen sich im Allgemeinen auf TiCN/TiC/TiC/TiC/S mit Co oder Ni als Bindungsphase. In vielen Fällen werden ein oder mehrere Nitride von Metallen der VB-, VB- und VB-Gruppe im Periodensystem als Zusatzstoffe hinzugefügt, um die mechanischen und Hochtemperatureigenschaften von Metallkeramiken zu verbessern.
Keramik Cschneidig Toools
Zu den keramischen Schneidwerkzeugmaterialien gehören Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumnitrid (Si3N4) und Siliziumaluminiumoxynitrid (SiAlON). Da Si3N4- und SiAlON-Keramiken eine relativ hohe Zähigkeit aufweisen, insbesondere eine hohe Temperaturzähigkeit, eignen sich Werkzeuge aus diesem Material am besten zum Schneiden von Gusseisen und hitzebeständigen Superlegierungen. Die fünf schwarzen Keramikmaterialien von NTK werden durch Zugabe von Karbiden zu Aluminiumoxid hergestellt, um Zähigkeit und Härte zu verbessern. Sie weisen eine hohe Warmhärte und geringe Plastizität auf und können zum Drehen von legiertem Stahl, kaltverformten oder duktilen Gusseisenwalzen und pulvermetallurgischen Metallen mit einer Härte von bis zu HRC62 verwendet werden.
Da keramische Schneidwerkzeuge sehr spröde sind, müssen zur Verbesserung der Kantenfestigkeit von Keramikwerkzeugen negative Fasen verwendet werden. Im Allgemeinen werden T-förmige oder doppelte T-förmige Kanten ausgewählt. Beim Schneidprozess von Keramikwerkzeugen können keine flüssigen Schneidflüssigkeiten verwendet werden. Daher entwickeln sich keramische Werkzeugmaterialien im Allgemeinen in Richtung Härtung und Selbstschmierung.
PCBN Tcool MMaterial
Kubisches Bornitrid (CBN) ist ein neuartiges anorganisches superhartes Material, das durch Ultrahochtemperatur- und Hochdrucktechnologie synthetisiert wird, wobei hexagonales Bornitrid (allgemein bekannt als weißer Graphit) als Rohmaterial verwendet wird. Es ist ein synthetisches Material, dessen Härte nur von Diamant übertroffen wird. Es hat die Eigenschaften hoher Festigkeit und Härte, guter Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit. PCBN-Material ist ein ideales Werkzeugmaterial für hartes Schneiden. Es hat stabile chemische Eigenschaften, gute Wärmeleitfähigkeit und Hitzebeständigkeit von 1400–1500 °C. Der CBN-Gehalt in PCBN-Schneidwerkzeugmaterialien und die Art des Metallbindemittels sind die Hauptfaktoren, die die Leistung von PCBN-Materialien beeinflussen. Es kann zum Vorschlichten und Schlichten von Hochtemperaturlegierungen, gehärtetem Stahl, Hartguss und anderen Materialien verwendet werden.
Diamant Cschneidig Toools
Diamant ist eine Form des Kohlenstoffs und das härteste Material, das es in der Natur gibt. Diamantwerkzeuge haben eine hohe Härte, hohe Verschleißfestigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit und werden häufig bei der Verarbeitung von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Materialien verwendet. Insbesondere beim Hochgeschwindigkeitsschneiden von Aluminium und Silizium-Aluminium-Legierungen sind Diamantwerkzeuge die wichtigste Schneidwerkzeugart, die schwer zu ersetzen ist. Der Nachteil von Diamantwerkzeugen besteht jedoch darin, dass sie eine schlechte thermische Stabilität aufweisen.
Wenn die Schnitttemperatur 700 bis 800 °C überschreitet, verlieren sie ihre Härte vollständig. Darüber hinaus sind sie nicht zum Schneiden von Eisenmetallen geeignet, da Diamant (Kohlenstoff) bei hohen Temperaturen leicht mit Eisenatomen reagiert und Kohlenstoffatome in Graphitstrukturen umwandelt, wodurch die Werkzeuge leicht beschädigt werden. Diamantwerkzeuge können je nach Quelle und Prozessverlauf in die folgenden drei Kategorien unterteilt werden.
Werkzeuge aus Naturdiamanten. Naturdiamanten werden seit Hunderten von Jahren als Schneidwerkzeuge verwendet. Nach dem Feinschleifen kann das Werkzeug aus natürlichem Einkristalldiamant extrem scharf sein, mit einem Schneidkantenradius von bis zu 0,002 μm, wodurch ultradünne Schnitte erzielt werden können und Werkstücke mit extrem hoher Präzision und extrem geringer Oberflächenrauheit bearbeitet werden können. Es ist ein anerkanntes, ideales und unersetzliches Werkzeug zur ultrapräzisen Bearbeitung.
PCD-Diamantwerkzeug. Natürlicher Diamant ist teuer, und der am häufigsten zum Schneiden verwendete Diamant ist polykristalliner Diamant (PCD). Seit Anfang der 1970er Jahre wurde polykristalliner Diamant (Polykristalliner Diamant, auch PCD-Einsatz genannt) erfolgreich entwickelt, der durch Hochtemperatur- und Hochdrucksynthesetechnologie hergestellt wird. Künstliche polykristalline Diamanten haben natürliche Diamantwerkzeuge in vielen Fällen ersetzt. PCD-Rohstoffe sind reichlich vorhanden, und sein Preis beträgt nur einige Zehntel bis ein Dutzend natürlicher Diamanten. PCD-Werkzeuge können keine extrem scharfen Kanten schleifen, und die Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstücks ist nicht so gut wie bei natürlichen Diamanten. Derzeit ist es in der Industrie nicht einfach, PCD mit Spanbrechern herzustellen. Daher kann PCD nur zum Präzisionsschneiden von Nichteisenmetallen und Nichtmetallen verwendet werden, und es ist schwierig, hochpräzises Spiegelschneiden zu erreichen.
CVD-Diamantwerkzeuge. In den späten 1970er- bis frühen 1980er-Jahren wurde die CVD-Diamanttechnologie in Japan eingeführt. CVD-Diamant bezeichnet die Synthese eines Diamantfilms auf einem heterogenen Substrat (wie Hartmetall, Keramik usw.) durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD). CVD-Diamant hat die gleiche Struktur und Eigenschaften wie natürlicher Diamant.
Die Leistung von CVD-Diamanten kommt der von natürlichen Diamanten sehr nahe. Sie haben die Vorteile von natürlichem Einkristalldiamant und polykristallinem Diamant (PCD) und überwinden deren Nachteile bis zu einem gewissen Grad.
Beschichtet Eund MKrankheiten
Das Beschichten des Werkzeugs ist eine der wichtigsten Möglichkeiten zur Verbesserung der Werkzeugleistung. Das Aufkommen beschichteter Schneidwerkzeuge hat einen großen Durchbruch bei der Schneidleistung von Werkzeugen gebracht. Beschichtete Werkzeuge sind mit einer oder mehreren Schichten feuerfester Verbindungen mit guter Verschleißfestigkeit auf dem robusten Werkzeugkörper beschichtet. Es kombiniert die Werkzeugbasis mit der harten Beschichtung und verbessert so die Werkzeugleistung erheblich. Beschichtete Werkzeuge können die Verarbeitungseffizienz verbessern, die Verarbeitungsgenauigkeit verbessern, die Werkzeuglebensdauer verlängern und die Verarbeitungskosten senken.
Eigenschaften harter Schneidwerkzeuge
Die mit der Hartschneidetechnologie geschnittenen Werkstücke sind hauptsächlich Werkstücke mit hoher Härte. Während des Schneidvorgangs ist die Schneidkraft groß und im Allgemeinen wird beim Schneidvorgang kein Kühlmittel verwendet. Die Temperatur kann 900 °C erreichen und das Werkzeug ist leicht verschleißfest. Dies erfordert, dass Hartschneidewerkzeuge die Eigenschaften hoher Festigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit, stabiler chemischer Eigenschaften, guter Wärmeleitfähigkeit und guter Verschleißfestigkeit aufweisen.
