Motores de aeronaves precisam suportar enorme empuxo e temperaturas operacionais extremamente altas. A aplicação de ligas de titânio, ligas de alta temperatura e materiais compostos é de grande ajuda para aumentar a velocidade de voo e a capacidade de carga da aeronave. Nas indústrias de petróleo e química, aço de baixa liga, aço inoxidável, aço de liga resistente à corrosão, liga de titânio e outros materiais desempenham um papel importante em tubos, válvulas, flanges, eixos e outros componentes com sua excelente resistência à corrosão.
Materiais difíceis de processar geralmente se referem a materiais com propriedades de corte ruins. Devido à sua excelente resistência ao calor, resistência ao desgaste, alta dureza, ductilidade e outras características. Muitas vezes desempenha um papel importante em componentes especiais nas indústrias aeroespacial, de construção naval, de petróleo, química e outras.
O que Mmateriais Mfazer Mtrabalho em metal Ddifícil?
Ferro fundido resfriado e aço temperado
A dureza extremamente alta do ferro fundido resfriado é a principal razão pela qual ele é difícil de processar. Sua plasticidade é muito baixa, o comprimento de contato entre o cortador e o cavaco é muito pequeno, e a força de corte e o calor de corte são concentrados perto da aresta de corte, então a aresta de corte é facilmente danificada. As dimensões estruturais e as tolerâncias de usinagem das peças de ferro fundido resfriado são geralmente grandes, e a precisão do blank é baixa, o que aumenta ainda mais a dificuldade de processamento.
Após o tratamento térmico, o aço endurecido terá uma dureza muito alta e também terá requisitos extremamente altos para a ferramenta. A fresa não deve quebrar facilmente durante o processamento e deve ter uma longa vida útil. Isso requer que o próprio material da ferramenta tenha requisitos extremamente altos, e o revestimento deve ser resistente a altas temperaturas e desgaste.
SAMHO lançou as séries SHG e SHH fresa finals, que são especialmente projetados para materiais duros. Para materiais duros dentro do HRC63, tanto a eficiência de corte quanto a vida útil da ferramenta são muito boas.
Aço de alta resistência
Comparado com o aço estrutural de carbono comum, o aço de alta resistência/aço ultra-alta resistência tem alta resistência e baixa condutividade térmica, portanto a força de corte é grande, a temperatura de corte é alta, o desgaste da ferramenta é rápido, a vida útil da ferramenta é curta e a quebra de cavacos também é um pouco difícil.
Ao processar tais materiais, são selecionadas ferramentas de carboneto de alto desempenho, cerâmica ou PCBN. Ao mesmo tempo, é usado resfriamento de alta pressão ou MQL para reduzir o calor de corte e o desgaste da ferramenta.
Metal puro
Metais puros comumente usados, como cobre, alumínio puro e ferro puro, têm baixa dureza e resistência, e alta condutividade térmica, que são favoráveis ao corte. No entanto, eles têm alta plasticidade, grande deformação do cavaco, grande comprimento de contato ferramenta-cavaco e são propensos à soldagem a frio, resultando em aresta postiça. Portanto, a força de corte é grande, não é fácil obter uma boa qualidade de superfície usinada e a quebra de cavacos é difícil. Além disso, seu coeficiente de expansão linear é grande e é difícil controlar a precisão de usinagem da peça de trabalho durante a usinagem fina.
Aço inoxidável
De acordo com a estrutura metalográfica, o aço inoxidável pode ser dividido em três tipos: ferrite, martensite e austenite. Os principais componentes do aço inoxidável ferrite e martensite são o cromo, e o corte geralmente não é difícil. Os principais componentes do aço inoxidável austenítico são o cromo, o níquel e outros elementos. Após a têmpera, é austenite, e a processabilidade do corte é relativamente pobre, o que se manifesta principalmente em:
- Alta plasticidade, endurecimento severo do trabalho, fácil de gerar aresta postiça e deteriorar a qualidade da superfície processada. O grau de endurecimento da superfície processada e a profundidade da camada endurecida são grandes, o que frequentemente traz dificuldades para o próximo processo. E não é fácil quebrar cavacos.
- A condutividade térmica é pequena e o calor gerado não é fácil de transferir, por isso a temperatura de corte é alta.
- Devido à alta temperatura de corte, ao endurecimento severo e à presença de carbonetos (TiC, etc.) no aço, inclusões duras são formadas e é fácil soldar a frio com a ferramenta, de modo que a ferramenta se desgasta rapidamente e a vida útil é reduzida.
Ligas de alta temperatura
De acordo com sua composição química, as ligas de alta temperatura são divididas em três tipos: à base de ferro, à base de níquel e à base de cobalto. Sua usinabilidade é pior do que a do aço inoxidável. As ligas de alta temperatura contêm muitos elementos de liga de alto ponto de fusão, como ferro, titânio, cromo, cobalto, níquel, vanádio, tungstênio, molibdênio, etc., que, juntamente com outros elementos de liga, formam ligas austeníticas com alta pureza e estrutura densa. Alguns elementos são combinados com elementos não metálicos, como carbono, nitrogênio e oxigênio, para formar compostos de alta dureza com baixa gravidade específica e alto ponto de fusão.
Alguns compostos intermetálicos de alta dureza com certa tenacidade também podem ser formados. Ao mesmo tempo, alguns elementos de liga entram na solução sólida para fortalecer a matriz. Após envelhecimento de longo prazo, ligas de alta temperatura podem precipitar fases duras da solução sólida, distorcendo ainda mais a rede, o que não só aumenta a resistência à deformação plástica, mas também agrava o desgaste da ferramenta devido à presença de partículas duras.
Como as ferramentas de fresa enfrentam o desafio de materiais difíceis de usinar
Selecione materiais de alta qualidade
Ferramentas de diamante policristalino (PCD) e ferramentas de nitreto cúbico de boro (CBN) também são maneiras eficazes de lidar com materiais difíceis de usinar. Nos últimos anos, sua participação no mercado aumentou gradualmente. Ferramentas de PCD são amplamente usadas na fresagem de metais não ferrosos, materiais compostos, plásticos e superligas extremamente difíceis de usinar. Ferramentas de CBN são usadas para corte contínuo ou intermitente de metais ferrosos endurecidos, bem como corte de metais soldados e metais compostos.
Revestimento de alta qualidade em ferramentas de corte
O revestimento de ferramentas é a tecnologia mais econômica e direcionada para materiais difíceis de processar. Uma grande variedade de novos materiais traz requisitos de processamento mais complexos. Ao mesmo tempo, também está promovendo o desenvolvimento contínuo de tecnologias de revestimento, como CVD e PVD. O revestimento de ferramentas em si é uma tecnologia desenvolvida para abordar os efeitos adversos da força excessiva e do calor gerados durante o deslocamento do cavaco na ferramenta. Ferramentas revestidas podem aumentar a vida útil de ferramentas não revestidas em 2 a 10 vezes em diferentes materiais de processamento.
Usando tecnologia de corte avançada
As temperaturas de processamento convencionais são a temperatura ambiente normal. No entanto, no caso de materiais difíceis de processar, alterar a temperatura de processamento às vezes traz resultados inesperados. O método de corte por aquecimento é aplicar baixa tensão e alta corrente no circuito entre a peça de trabalho e a ferramenta para gerar calor na área de corte. Há também o corte por aquecimento por plasma. Ou seja, o material da peça de trabalho próximo à ponta da ferramenta é aquecido com um arco de plasma para reduzir sua dureza e resistência, melhorando assim as condições de corte.
O método de corte de baixa temperatura usa nitrogênio líquido (-180 ℃) ou CO2 líquido (-76 ℃) como fluido de corte. A temperatura da zona de corte pode ser reduzida. Usando este método, a força de corte principal pode ser reduzida em 20%, e a temperatura de corte pode ser reduzida em mais de 300 ℃. Ao mesmo tempo, a aresta construída desaparece, a qualidade da superfície processada é melhorada, e a durabilidade da ferramenta pode ser aumentada em 2~3 vezes. É eficaz ao processar aço de alta resistência, ferro fundido resistente ao desgaste, aço inoxidável e ligas de titânio.
O processamento ultrassônico usando porta-ferramentas ultrassônicos e ferramentas ultrassônicas é uma tecnologia de corte especial que faz a ferramenta vibrar em alta velocidade ao longo da direção de corte a uma frequência de 20-40 KHz. O corte por vibração ultrassônica é um tipo de corte por pulso do ponto de vista microscópico. Em um ciclo de vibração, o tempo de corte efetivo da ferramenta é muito curto. Na maior parte do tempo em um ciclo de vibração, a ferramenta e os cavacos da peça de trabalho são completamente separados, e a ferramenta e os cavacos da peça de trabalho estão em contato intermitente, o que reduz muito o calor do corte. É uma tecnologia mais adequada para lidar com materiais quebradiços e duros. A rugosidade da peça de trabalho e a precisão do processamento são muito melhoradas.
