Насколько хорошо вы знаете режущие инструменты с ЧПУ?

Выбор фреза Материал является решающим решением при обработке резки, которое напрямую связано с эффективностью обработки, качеством обработки, стоимостью обработки и сроком службы инструмента. Различные материалы режущего инструмента имеют разные физические и химические свойства и подходят для разных условий обработки и материалов. Поэтому выбор правильного материала концевой фрезы является ключом к достижению эффективной и качественной обработки.

Материалы инструментов концевых фрез должны иметь основные свойства

Выбор материалов режущего инструмента оказывает большое влияние на срок службы инструмента, эффективность обработки, качество обработки и стоимость обработки. Концевая фреза инструменты должны выдерживать высокое давление, высокую температуру, трение, удары и вибрацию при резке. Поэтому материалы фрезерного инструмента должны обладать следующими основными свойствами:

• Твердость и износостойкость. Твердость материала инструмента должна быть выше, чем твердость материала заготовки, обычно она должна быть выше 60HRC. Чем выше твердость материала инструмента, тем лучше износостойкость.
• Сила и выносливость. Материал инструмента должен обладать высокой прочностью и ударной вязкостью, чтобы выдерживать силу резания, удары и вибрацию, а также предотвращать хрупкое разрушение и скалывание инструмента.
• Термостойкость. Инструментальный материал должен иметь хорошую термостойкость, выдерживать высокие температуры резания и иметь хорошую стойкость к окислению.
• Производительность и экономичность процесса. Инструментальный материал должен иметь хорошие характеристики ковки, термообработки, сварки; производительность шлифования и т. д., и следует стремиться к высокому соотношению цена-качество.

Производительность инструмента концевой фрезы

Алмаз Свысказывание Тинструменты

Алмаз — аллотроп углерода и самый твердый материал, встречающийся в природе. Алмазные фрезы обладают высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой теплопроводностью, широко используются при обработке цветных металлов и неметаллических материалов. Алмазные концевые фрезы являются основным видом режущего инструмента, который трудно заменить, особенно при высокоскоростной резке алюминия и кремниево-алюминиевых сплавов. Алмазные инструменты, обеспечивающие высокую эффективность, высокую стабильность и долговечность обработки, являются незаменимым и важным инструментом в современной обработке с ЧПУ.

Виды Далмаз Свысказывание Тинструменты

Режущие инструменты из натуральных алмазов. Природный алмаз использовался в качестве режущего инструмента на протяжении сотен лет. После тонкой шлифовки инструмент из натурального монокристаллического алмаза можно заточить до чрезвычайно острой кромки с радиусом режущей кромки до 0,002 мкм. Он может обеспечить сверхтонкую резку и обеспечить чрезвычайно высокую точность заготовки и чрезвычайно низкую шероховатость поверхности. Это признанный, идеальный и незаменимый сверхточный обрабатывающий инструмент.

Алмазные режущие инструменты PCD: Природные алмазы дороги. Поликристаллический алмаз (PCD) широко используется в огранке. С начала 1970-х годов в огранке широко применяется поликристаллический алмаз (ПКД), полученный по технологии синтеза при высоких температурах и высоких давлениях. После успешной разработки алмазов, называемых лезвиями PCD, инструменты из натуральных алмазов во многих случаях заменялись искусственными поликристаллическими алмазами. Сырье PCD имеется в изобилии, а его цена составляет всего от нескольких десятых до дюжины десятых стоимости природных алмазов. Концевые фрезы из PCD не могут шлифовать очень острые кромки, а качество поверхности обрабатываемых заготовок не такое хорошее, как у натуральных алмазов. В настоящее время в промышленности непросто производить лезвия фрез PCD со стружколомами. Поэтому PCD можно использовать только для прецизионной резки цветных металлов и неметаллов, а добиться сверхточной зеркальной резки сложно.

Алмазные режущие инструменты CVD: Алмазная технология CVD появилась в Японии в конце 1970-х — начале 1980-х годов. Алмаз CVD относится к синтезу алмазной пленки на гетерогенной подложке (например, твердый сплав, керамика и т. д.) методом химического осаждения из паровой фазы (CVD). CVD-алмаз имеет ту же структуру и характеристики, что и природный алмаз. Характеристики CVD-алмаза очень близки к характеристикам природных алмазов. Он обладает преимуществами природного монокристаллического алмаза и поликристаллического алмаза (PCD) и в определенной степени преодолевает их недостатки.

Производительность Схарактеристики Далмаз Эnd Мболезни

• Чрезвычайно высокая твердость и износостойкость: Природный алмаз — самое твердое вещество в природе. Алмаз обладает чрезвычайно высокой износостойкостью. При обработке высокотвердых материалов срок службы алмазных инструментов в 10–100 раз превышает срок службы твердосплавных инструментов, а то и в несколько сотен раз.
• Он имеет очень низкий коэффициент трения: коэффициент трения между алмазом и некоторыми цветными металлами ниже, чем у других инструментов. Низкий коэффициент трения означает меньшую деформацию во время обработки, что может снизить силу резания.
• Режущая кромка очень острая: Режущую кромку алмазных фрез можно заточить очень остро. Инструменты из натуральных монокристаллических алмазов могут иметь размер от 0,002 до 0,008 мкм, что позволяет выполнять сверхтонкую резку и сверхточную обработку.
• Он обладает высокой теплопроводностью: алмаз обладает высокой теплопроводностью и температуропроводностью, тепло при резке легко рассеивается, а температура режущей части инструмента низкая.
• Он имеет низкий коэффициент теплового расширения: коэффициент теплового расширения алмаза в несколько раз меньше, чем у твердого сплава, а изменение размера режущего инструмента, вызванное теплом резания, очень мало, что особенно важно для прецизионной и сверхточной обработки с высокие требования к точности размеров.

Применение Далмаз Мзаполнение Сполный

Алмазные режущие инструменты в основном используются для чистовой резки и растачивания цветных металлов и неметаллических материалов на высоких скоростях. Подходит для обработки различных износостойких неметаллов, таких как заготовки порошковой металлургии из стекловолокна, керамические материалы и т. д.; различные износостойкие цветные металлы, такие как различные кремний-алюминиевые сплавы; обработка различных цветных металлов.

Недостатком алмазных концевых фрез является плохая термическая стабильность. Когда температура резки превышает 700℃~800℃, они полностью теряют твердость; кроме того, они непригодны для резки черных металлов, поскольку алмаз (углерод) легко вступает в реакцию с атомами железа при высоких температурах, превращая атомы углерода в графитовые структуры, и инструмент легко повреждается.

Материал режущего инструмента из кубического нитрида бора

Кубический нитрид бора (CBN) — второй сверхтвердый материал, синтезированный методом, аналогичным способу изготовления алмаза, по твердости и теплопроводности уступает только алмазу. Он обладает превосходной термической стабильностью и не окисляется даже при нагревании до 10000С в атмосфере. CBN обладает чрезвычайно стабильными химическими свойствами по отношению к черным металлам и может широко использоваться при обработке стальной продукции.

Типы режущих инструментов из кубического нитрида бора

Кубический нитрид бора (CBN) – вещество, не существующее в природе. Он делится на монокристаллический и поликристаллический, а именно: монокристалл CBN и поликристаллический кубический нитрид бора (сокращенно PCBN). CBN является одним из аллотропов нитрида бора (BN) и имеет структуру, аналогичную алмазу.

PCBN (поликристаллический кубический нитрид бора) представляет собой поликристаллический материал, в котором мелкие материалы CBN спекаются вместе через связующую фазу (TiC, TiN, Al, Ti и т. д.) при высокой температуре и высоком давлении. В настоящее время это инструментальный материал, по искусственной твердости уступающий только алмазу. Его и алмаз вместе называют сверхтвердыми инструментальными материалами. PCBN в основном используется для изготовления ножей и других инструментов.

Режущие инструменты из PCBN можно разделить на цельные лезвия из PCBN и композитные лезвия из PCBN, спеченные с твердым сплавом.

Композитные лезвия PCBN изготавливаются путем спекания слоя PCBN толщиной 0,5–1,0 мм на твердом сплаве, обладающем хорошей прочностью и вязкостью. Они обладают хорошей прочностью, высокой твердостью и износостойкостью, а также решают проблемы низкой прочности на изгиб и сложности сварки лезвий из CBN.

Основной пверевки и Схарактеристики Субик Борон Нитрид

Хотя твердость кубического нитрида бора немного ниже, чем у алмаза, она значительно выше, чем у других материалов высокой твердости. Выдающимся преимуществом CBN является то, что его термическая стабильность намного выше, чем у алмаза, которая может достигать температуры выше 1200 ℃ (у алмаза 700-800 ℃). Еще одним выдающимся преимуществом является то, что он химически инертен и не вступает в химическую реакцию с железом при температуре 1200-1300 ℃. Основные эксплуатационные характеристики кубического нитрида бора следующие.

• Высокая твердость и износостойкость: кристаллическая структура CBN аналогична структуре алмаза, а твердость и прочность аналогичны алмазу. PCBN особенно подходит для обработки материалов высокой твердости, которые предварительно можно было только отшлифовать, и позволяет получить лучшее качество поверхности заготовки.
• Он обладает высокой термостойкостью: термостойкость CBN может достигать 1400-1500℃, что почти в 1 раз выше термостойкости алмаза (700-800℃). Инструменты из PCBN могут резать жаропрочные сплавы и закаленную сталь со скоростью в 3-5 раз выше, чем твердосплавные инструменты.
• Отличная химическая стабильность: он не вступает в химическую реакцию с железными материалами при температуре 1200–1300 ℃ и не изнашивается так резко, как алмаз. В это время он все еще может сохранять твердость цементированного карбида; Инструменты из PCBN подходят для резки деталей из закаленной стали и закаленного чугуна, а также могут широко использоваться при высокоскоростной резке чугуна.
• Хорошая теплопроводность: хотя теплопроводность CBN не может сравниться с теплопроводностью алмаза, теплопроводность PCBN уступает только алмазу среди всех видов инструментальных материалов и намного выше, чем у быстрорежущей стали и твердого сплава.
• Низкий коэффициент трения. Низкий коэффициент трения может привести к снижению силы резания, снижению температуры резания и улучшению качества поверхности во время резки.

Применение Субик Борон Ннитрид Мзаполнение Сполный

Кубический нитрид бора подходит для чистовой обработки различных труднообрабатываемых материалов, таких как закаленная сталь, твердый чугун, жаропрочные сплавы, твердый сплав, материалы для поверхностного напыления и т. д. Точность обработки может достигать IT5 (IT6 для отверстий) и значение шероховатости поверхности может составлять всего Ra1,25~0,20 мкм.

Материалы режущего инструмента из кубического нитрида бора имеют низкую ударную вязкость и прочность на изгиб. Поэтому токарные инструменты из кубического нитрида бора не подходят для черновой обработки на низких скоростях и высоких ударных нагрузках; в то же время они не подходят для резки материалов с высокой пластичностью (таких как алюминиевый сплав, медный сплав, сплав на основе никеля, сталь с высокой пластичностью и т. д.), поскольку при резке этих металлов образуется серьезный нарост на кромке. возникать, что приведет к ухудшению качества обработанной поверхности.

Материалы керамических режущих инструментов

Керамические фрезы обладают высокой твердостью, хорошей износостойкостью, отличной термостойкостью и химической стабильностью, и их нелегко скрепить с металлами. Керамические инструменты занимают очень важное место в обработке на станках с ЧПУ, а керамические концевые фрезы стали одним из основных инструментов для высокоскоростной резки и обработки труднообрабатываемых материалов. Керамические режущие инструменты широко используются при высокоскоростной резке, сухой резке, твердой резке и резке труднообрабатываемых материалов. Керамические инструменты позволяют эффективно обрабатывать высокотвердые материалы, которые традиционные инструменты вообще не могут обрабатывать, реализуя «токарную обработку вместо шлифования»; оптимальная скорость резания керамических инструментов может быть в 2–10 раз выше, чем у твердосплавных инструментов, что значительно повышает эффективность режущего процесса; Основным сырьем, используемым в производстве керамических инструментальных материалов, являются наиболее распространенные элементы в земной коре. Таким образом, продвижение и применение керамических инструментов имеет большое значение для повышения производительности, снижения затрат на обработку и экономии стратегических драгоценных металлов, а также будет в значительной степени способствовать развитию технологий резки.

Типы материалов для керамических режущих инструментов

Керамические материалы для режущих инструментов обычно можно разделить на три категории: керамика на основе оксида алюминия, керамика на основе нитрида кремния и композитная керамика на основе нитрида кремния-оксида алюминия. Среди них наиболее широко используются керамические фрезерные материалы на основе оксида алюминия и нитрида кремния. Керамика на основе нитрида кремния превосходит керамику на основе оксида алюминия по своим характеристикам.

Производительность и Схарактеристики Скерамический Свысказывание Тинструменты

• Высокая твердость и хорошая износостойкость: хотя твердость керамических фрез не такая высокая, как у PCD и PCBN, она намного выше, чем у твердосплавных инструментов и инструментов из быстрорежущей стали, достигая 93-95HRA. Керамические концевые фрезы могут обрабатывать высокотвердые материалы, которые трудно обрабатывать традиционными инструментами, и подходят для высокоскоростной и твердой резки.
• Высокая термостойкость и хорошая термостойкость: керамические режущие инструменты могут резать при высоких температурах выше 1200 ℃. Керамические инструменты обладают хорошими механическими свойствами при высоких температурах. Инструменты из керамики A12O3 обладают особенно хорошей стойкостью к окислению, а режущую кромку можно использовать непрерывно даже в раскаленном состоянии. Таким образом, керамические инструменты могут обеспечить сухую резку, тем самым устраняя смазочно-охлаждающую жидкость.
• Хорошая химическая стабильность: керамические фрезы нелегко скрепить с металлами, они устойчивы к коррозии и химически стабильны, что может снизить износ инструментов.
• Низкий коэффициент трения: керамические инструменты имеют низкое сродство к металлам и низкий коэффициент трения, что может снизить силу резания и температуру резания.

Керамика Свысказывание Тинструменты имеют Априложения

Керамика — один из инструментальных материалов, который в основном используется для высокоскоростной чистовой и получистовой обработки. Керамические фрезы подходят для резки различных чугунов (серого чугуна, ковкого чугуна, ковкого чугуна, закаленного чугуна, высоколегированного износостойкого чугуна) и сталей (углеродистой конструкционной стали, легированной конструкционной стали, высокопрочных сталь, высокомарганцевая сталь, закаленная сталь и т. д.), а также может использоваться для резки медных сплавов, графита, конструкционных пластмасс и композитных материалов.

Материал керамического фрезерного инструмента имеет такие недостатки, как низкая прочность на изгиб и плохая ударная вязкость, поэтому он не подходит для резки на низких скоростях и при ударных нагрузках.

Инструментальные материалы для концевых фрез с покрытием

Покрытие инструмента является одним из важных способов повышения его производительности. Появление концевых фрез с покрытием привело к значительному прорыву в производительности резания. Фрезы с покрытием покрывают одним или несколькими слоями тугоплавких компаундов, обладающих хорошей износостойкостью в зависимости от прочности корпуса инструмента. Он объединяет основу инструмента с твердым покрытием, тем самым значительно улучшая производительность инструмента. Инструменты с покрытием могут повысить эффективность обработки, повысить точность обработки, продлить срок службы инструмента и снизить затраты на обработку.

Около 80% режущих инструментов, используемых в новых станках с ЧПУ, используют инструменты с покрытием. Инструменты с покрытием в будущем станут самой важной разновидностью инструментов в области обработки с ЧПУ.

Виды Совсяный Эnd Мболезни

В зависимости от метода нанесения покрытия фрезы с покрытием можно разделить на фрезы с покрытием, нанесенным химическим осаждением из паровой фазы (CVD) и фрезы с покрытием, нанесенным методом физического осаждения из паровой фазы (PVD). Твердосплавные фрезы с покрытием обычно используют химическое осаждение из паровой фазы, а температура осаждения составляет около 1000°C. Фрезы из быстрорежущей стали с покрытием обычно используют физическое осаждение из паровой фазы, а температура осаждения составляет около 500°C.

В зависимости от различных основных материалов концевых фрез с покрытием фрезы с покрытием можно разделить на фрезы с твердосплавным покрытием, фрезы с покрытием из быстрорежущей стали, фрезы с покрытием на керамику и сверхтвердые материалы (алмаз и кубический нитрид бора) и т. д.

По свойствам материала покрытия фрезы с покрытием можно разделить на две категории: фрезы с «твердым» покрытием и «мягкие» фрезы с покрытием. Основная цель фрез с «твердым» покрытием — высокая твердость и износостойкость. Его основные преимущества – высокая твердость и хорошая износостойкость. Типичными примерами являются покрытия TiC и TiN. Целью фрез с «мягким» покрытием является низкий коэффициент трения, также известный как самосмазывающиеся фрезы. Его коэффициент трения с материалом заготовки очень низкий, всего около 0,1, что может уменьшить адгезию, уменьшить трение, а также уменьшить силу резания и температуру резания.

Недавно были разработаны фрезы с нанопокрытием. Этот тип фрезы с покрытием может использовать различные комбинации различных материалов покрытия (например, металл/металл, металл/керамика, керамика/керамика и т. д.) для удовлетворения различных функциональных и эксплуатационных требований. Разумная конструкция нанопокрытия может обеспечить превосходные антифрикционные и противоизносные свойства инструментального материала, а также самосмазывающиеся свойства, подходящие для высокоскоростной сухой резки.

Характеристики Совсяный Эnd Мбольной Тинструменты

• Хорошая механика и производительность резания: Режущие инструменты с покрытием сочетают в себе превосходные свойства основного материала и материала покрытия. Они не только сохраняют хорошую ударную вязкость и высокую прочность основного тела, но также обладают высокой твердостью, высокой износостойкостью и низкой износостойкостью покрытия. коэффициент трения. Поэтому скорость резания фрез с покрытием может быть увеличена более чем в 2 раза, чем у инструментов без покрытия, и допускаются более высокие скорости подачи. Срок службы инструментов с покрытием также увеличивается.
• Высокая универсальность: фреза с покрытием обладает широкой универсальностью, а диапазон обработки значительно расширяется. Один инструмент с покрытием может заменить несколько инструментов без покрытия.
• Толщина покрытия: по мере увеличения толщины покрытия срок службы инструмента также увеличивается, но когда толщина покрытия достигает насыщения, срок службы инструмента больше не увеличивается значительно. Если покрытие слишком толстое, оно легко может отслоиться; когда покрытие слишком тонкое, износостойкость будет плохой.
• Возможность перешлифовки: Лезвия с покрытием плохо перетачиваются, имеют сложное оборудование для нанесения покрытия, высокие технологические требования и длительное время нанесения покрытия.
• Материал покрытия: Инструменты с разными материалами покрытия имеют разную режущую способность. Например: при резке на низкой скорости покрытие TiC имеет преимущества; при резке на высокой скорости больше подходит TiN.

Применение Совсяный Мзаполнение Спроизносит

Режущие инструменты с покрытием имеют большой потенциал в области обработки с ЧПУ и в будущем станут наиболее важной разновидностью инструментов в области обработки с ЧПУ. Технология покрытия была применена к концевым фрезам, разверткам, сверлам, инструментам для обработки сложных отверстий, зубчатым фрезам, зубодолбежным фрезам, зубодолбежным фрезам, формовочным протяжкам и различным сменным пластинам, монтируемым на станке, для удовлетворения потребностей высокоскоростной резки различных материалов. стали и чугуны, жаропрочные сплавы и цветные металлы.

Материалы для твердосплавных концевых фрез

Твердосплавные концевые фрезы, особенно твердосплавные инструменты со сменными пластинами, являются ведущей продукцией среди обрабатывающих инструментов с ЧПУ. С 1980-х годов различные типы цельных и сменных твердосплавных инструментов или лезвий были распространены на различные области режущего инструмента, среди которых твердосплавные инструменты со сменными пластинами расширились от простых токарных инструментов и торцевых фрез до различных прецизионных, сложных и формовочных инструментов.

Виды Сустановленный Сарбид Мзаполнение Сполный Тинструменты

По основному химическому составу цементированный карбид можно разделить на цементированный карбид на основе карбида вольфрама и цементированный карбид на основе карбида титана (TiC (N)) .

Цементированный карбид на основе карбида вольфрама включает три типа: вольфрам-кобальтовый тип (YG), вольфрам-кобальт-титановый тип (YT) и тип с добавлением редкого карбида (YW). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Основными компонентами являются карбид вольфрама (WC), карбид титана (TiC), карбид тантала (TaC), карбид ниобия (NbC) и т. д. Обычно используемой металлической связующей фазой является Co.

Цементированный карбид на основе карбида (нитрида) титана представляет собой цементированный карбид с TiC в качестве основного компонента (в некоторые из них добавлены другие карбиды или нитриды), а обычно используемыми металлическими связующими фазами являются Mo и Ni.

ISO (Международная организация по стандартизации) делит резку твердого сплава на три категории:

• Тип K, включая Kl0~K40, эквивалентен типу YG моей страны (основной компонент — WC.Co).
• Класс P, включая P01–P50, эквивалентен классу YT моей страны (основные компоненты — WC, TiC и Co).
• Класс M, включая M10~M40, эквивалентен классу YW моей страны (основные компоненты: WC-TiC-TaC(NbC)-Co).

Каждая марка обозначается числом от 01 до 50, обозначающим серию сплавов от высокой твердости до максимальной вязкости.

Производительность Схарактеристики Сустановленный Сарбид Мзаполнение Сполный Тинструменты

Высокая твердость: фрезы из цементированного карбида изготавливаются из карбидов (так называемой твердой фазы) с высокой твердостью и температурой плавления и металлической связки (так называемой связующей фазы) посредством порошковой металлургии. Ее твердость достигает 89-93HRA, что значительно выше быстрорежущей стали. При 5400С твердость еще может достигать 82-87HRA, что соответствует твердости быстрорежущей стали при комнатной температуре (83-86HRA). Значение твердости цементированного карбида варьируется в зависимости от природы, количества, размера частиц и содержания металлической связующей фазы карбидов и обычно уменьшается с увеличением содержания связующей металлической фазы. При одинаковом содержании связующей фазы твердость сплава YT выше, чем у сплава YG, а сплав с добавлением TaC (NbC) имеет более высокую высокотемпературную твердость.

Прочность на изгиб и ударная вязкость: Прочность на изгиб обычно используемого цементированного карбида находится в диапазоне 900-1500 МПа. Чем выше содержание металлической связующей фазы, тем выше прочность на изгиб. При одинаковом содержании связующего прочность сплава YG (WC-Co) выше, чем у сплава YT (WC-TiC-Co), причем прочность снижается с увеличением содержания TiC. Цементированный карбид — хрупкий материал, и его ударная вязкость при комнатной температуре составляет всего от 1/30 до 1/8 от ударной вязкости быстрорежущей стали.

Применение обычных инструментов из цементированного карбида

Сплавы YG в основном используются для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. Мелкозернистый твердый сплав (например, YG3X и YG6X) имеет более высокую твердость и износостойкость, чем среднезернистый твердый сплав при одинаковом содержании кобальта, и подходит для обработки некоторых специальных твердых чугунов, аустенитной нержавеющей стали, жаропрочных материалов. сплавы, титановые сплавы, твердая бронза и износостойкие изоляционные материалы.

Выдающимися преимуществами цементированного карбида YT являются высокая твердость, хорошая термостойкость, более высокая твердость и прочность на сжатие при более высоких температурах, чем у YG, а также хорошая стойкость к окислению. Поэтому, когда от инструмента требуется более высокая термостойкость и износостойкость, следует выбирать марку с более высоким содержанием TiC. Сплавы YT подходят для обработки пластмассовых материалов, таких как сталь, но не подходят для обработки титановых и кремний-алюминиевых сплавов.

Сплавы YW обладают свойствами сплавов YG и YT и обладают хорошими комплексными характеристиками. Их можно использовать для обработки стали, чугуна и цветных металлов. Если содержание кобальта в этом типе сплава соответствующим образом увеличить, прочность может быть очень высокой, и его можно использовать для черновой обработки и прерывистого резания различных труднообрабатываемых материалов.

Фреза для высокоскоростной стали

Быстрорежущая сталь (HSS) — это высоколегированная инструментальная сталь с большим количеством легирующих элементов, таких как W, Mo, Cr и V. Инструменты из быстрорежущей стали обладают отличными комплексными характеристиками с точки зрения прочности, ударной вязкости и технологичности. . Быстрорежущая сталь по-прежнему занимает важное место в сложных инструментах, особенно в производстве инструментов для обработки отверстий, фрез, резьбонарезных инструментов, протяжек, зуборезных инструментов и других сложных лезвийных инструментов. Инструменты из быстрорежущей стали облегчают заточку режущей кромки.

В зависимости от области применения быстрорежущую сталь можно разделить на быстрорежущую сталь общего назначения и быстрорежущую сталь повышенной производительности.

Универсальный ЧАСвысокая скорость СТил Тинструменты

Универсальная быстрорежущая сталь. В целом ее можно разделить на две категории: вольфрамовая сталь и вольфрам-молибденовая сталь. Этот тип быстрорежущей стали содержит вольфрам от 0,71ТП3Т до 0,91ТП3Т (С). По различному содержанию вольфрама в стали ее можно разделить на вольфрамовую сталь, содержащую 121ТП3Т или 181ТП3Т Вт, вольфрамомолибденовую сталь, содержащую 61ТП3Т или 81ТП3Т Вт, и молибденовую сталь, содержащую 21ТП3Т или не содержащую W. Универсальная быстрорежущая сталь имеет определенные твердость (63-66HRC) и износостойкость, высокая прочность и ударная вязкость, хорошая пластичность и технология обработки, благодаря чему он широко используется при изготовлении различных сложных инструментов.

Вольфрамовая сталь: Типичная марка универсальной быстрорежущей вольфрамовой стали — W18Cr4V (сокращенно W18), которая имеет хорошие комплексные характеристики. Высокотемпературная твердость при 6000C составляет 48,5HRC, что позволяет изготавливать различные сложные инструменты. Она обладает такими преимуществами, как хорошая шлифуемость и низкая чувствительность к обезуглероживанию, но из-за высокого содержания карбида, неравномерного распределения, крупных частиц, низкой прочности и вязкости.

Вольфрамомолибденовая сталь: относится к быстрорежущей стали, полученной путем замены части вольфрама в вольфрамовой стали молибденом. Типичная марка вольфрамомолибденовой стали — W6Mo5Cr4V2 (сокращенно М2). Частицы карбида M2 мелкие и однородные, а его прочность, ударная вязкость и высокотемпературная пластичность лучше, чем у W18Cr4V. Другая вольфрам-молибденовая сталь — W9Mo3Cr4V (сокращенно W9), которая имеет несколько более высокую термическую стабильность, чем сталь M2, лучшую прочность на изгиб и ударную вязкость, чем W6M05Cr4V2, и имеет хорошую обрабатываемость.

Высокая производительность ЧАСвысокая скорость СТил Тинструменты

Высокопроизводительная быстрорежущая сталь относится к новому типу стали, в который добавляется некоторое количество углерода, ванадия и легирующих элементов, таких как Co и Al, к общему составу быстрорежущей стали, тем самым улучшая ее жаростойкость и износостойкость. В основном это следующие категории:

• Высокоуглеродистая быстрорежущая сталь. Высокоуглеродистая быстрорежущая сталь (например, 95W18Cr4V) имеет высокую твердость при комнатной температуре и высокой температуре. Он подходит для изготовления инструментов для обработки обычной стали и чугуна, сверл, разверток, метчиков и фрез с высокими требованиями к износостойкости или обработки более твердых материалов. Он не подходит для больших ударов.
• Высокованадиевая быстрорежущая сталь. Типичные сплавы, такие как W12Cr4V4Mo (сокращенно EV4), имеют повышенное содержание V от 3% до 5%, хорошую износостойкость и подходят для резки материалов, которые чрезвычайно подвержены износу инструментов, таких как волокна, твердая резина, пластмассы и т. д. Его также можно использовать для обработки таких материалов, как нержавеющая сталь, высокопрочная сталь и жаропрочные сплавы.
• Кобальтовая быстрорежущая сталь. Это кобальтсодержащая сверхтвердая быстрорежущая сталь типичных марок, таких как W2Mo9Cr4VCo8 (сокращенно М42). Он имеет высокую твердость 69-70HRC, что подходит для обработки труднообрабатываемых материалов, таких как высокопрочная жаропрочная сталь, жаропрочные сплавы и титановые сплавы. М42 обладает хорошей шлифуемостью и пригоден для изготовления точных и сложных инструментов, но не пригоден для работы в условиях ударного резания.
• Алюминиевая быстрорежущая сталь. Это алюминийсодержащая сверхтвердая быстрорежущая сталь типичных марок, таких как W6Mo5Cr4V2Al (сокращенно 501). Высокотемпературная твердость при 6000C также достигает 54HRC, а производительность резания эквивалентна M42. Он подходит для изготовления фрез, сверл, разверток, зуборезных фрез, протяжек и т. д., а также используется для обработки легированной стали, нержавеющей стали, высокопрочной стали и жаропрочных сплавов.
• Азотная сверхтвердая быстрорежущая сталь. Типичные марки, такие как W12M03Cr4V3N, обозначаемые как (V3N), представляют собой азотсодержащие сверхтвердые быстрорежущие стали с твердостью, прочностью и ударной вязкостью, эквивалентными M42. Они могут быть использованы в качестве заменителей кобальтсодержащих быстрорежущих сталей при тихоскоростном резании труднообрабатываемых материалов и низкоскоростной высокоточной механической обработке.

Плавка ЧАСвысокая скорость СТил и пветочка Мметаллургия ЧАСвысокая скорость СТил

В соответствии с различными производственными процессами быстрорежущую сталь можно разделить на выплавку быстрорежущей стали и быстрорежущую сталь для порошковой металлургии.

Выплавка быстрорежущей стали: Обычная быстрорежущая сталь и высокопроизводительная быстрорежущая сталь производятся путем плавки. Из них изготавливают режущие инструменты посредством таких процессов, как выплавка, литье слитков, гальваническое покрытие и прокатка. Серьезной проблемой, которой подвержена выплавка быстрорежущей стали, является сегрегация карбидов. Твердые и хрупкие карбиды в быстрорежущей стали распределены неравномерно, зерна крупные (до десятков микрон), что снижает износостойкость, вязкость и режущую способность режущего инструмента из быстрорежущей стали.

Быстрорежущая сталь для порошковой металлургии (PM HSS): Быстрорежущая сталь для порошковой металлургии (PM HSS) представляет собой жидкую сталь, выплавляемую в высокочастотной индукционной печи, распыляемую аргоном или чистым азотом под высоким давлением, а затем быстро охлаждаемую для получения мелкую и однородную кристаллическую структуру (порошок быстрорежущей стали), а затем полученный порошок прессуют в заготовку ножа при высокой температуре и высоком давлении или сначала превращают в стальную заготовку, а затем куют и прокатывают в форму инструмента. По сравнению с быстрорежущей сталью, изготовленной методом плавки, ПМ HSS имеет следующие преимущества: мелкие и однородные карбидные зерна, значительно более высокие прочность, вязкость и износостойкость, чем при выплавке быстрорежущей стали. Инструменты PM HSS будут и дальше развиваться и занимать важную позицию в области сложных инструментов с ЧПУ. Типовые марки, такие как Ф15, ФР71, ГФ1, ГФ2, ГФ3, ПТ1, ПВН и др., могут быть использованы для изготовления крупногабаритного, тяжелонагруженного и ударопрочного инструмента, а также могут быть использованы для изготовления прецизионного инструмента. .

Принципы выбора материалов для режущего инструмента с ЧПУ

Материал режущего инструмента для обработки на станках с ЧПУ необходимо выбирать в соответствии с заготовкой и свойствами обработки. Выбор инструментального материала должен разумно соответствовать объекту обработки. Подбор материала режущего инструмента и объекта обработки в основном относится к согласованию механических, физических и химических свойств этих двух материалов для достижения максимально длительного срока службы инструмента и максимальной производительности резания.

Соответствие механических свойств материалов режущего инструмента и объектов обработки

Проблема согласования механических свойств режущего инструмента и объектов обработки в основном относится к согласованию параметров механических свойств, таких как прочность, вязкость и твердость инструментов и материалов обрабатываемых изделий. Инструментальные материалы с разными механическими свойствами подходят для обработки разных материалов заготовок.

• Порядок твердости материалов режущего инструмента: алмазный инструмент > инструмент из кубического нитрида бора > керамический инструмент > твердый сплав > быстрорежущая сталь.
• Порядок прочности на изгиб материалов режущего инструмента: быстрорежущая сталь > твердый сплав > керамический инструмент > алмазный инструмент и инструмент из кубического нитрида бора.
• Порядок твердости материалов режущего инструмента: быстрорежущая сталь > твердый сплав > кубический нитрид бора, алмазные и керамические инструменты.

Материалы заготовок высокой твердости необходимо обрабатывать инструментом повышенной твердости. Твердость материалов фрезерного инструмента должна быть выше, чем у материалов заготовки, обычно требуется более 60HRC. Чем выше твердость материала инструмента концевой фрезы, тем лучше его износостойкость. Например, при увеличении содержания кобальта в твердом сплаве его прочность и ударная вязкость увеличиваются, а твердость снижается, что подходит для черновой обработки; при уменьшении содержания кобальта увеличивается его твердость и износостойкость, что подходит для тонкой обработки.

Инструменты с превосходными механическими свойствами при высоких температурах особенно подходят для высокоскоростной резки. Отличные высокотемпературные характеристики керамических инструментов позволяют им резать на высоких скоростях, а допустимая скорость резания может быть увеличена в 2–10 раз по сравнению с твердосплавными инструментами.

Соответствие физических свойств материалов режущего инструмента и объектов обработки

Для обработки подходят инструменты с различными физическими свойствами, например, инструменты из быстрорежущей стали с высокой теплопроводностью и низкой температурой плавления, керамические инструменты с высокой температурой плавления и низким тепловым расширением, алмазные инструменты с высокой теплопроводностью и низким тепловым расширением и т. д. обработка различных заготовок. При обработке заготовок с плохой теплопроводностью следует использовать инструментальные материалы с хорошей теплопроводностью, чтобы обеспечить быструю передачу тепла резания и снизить температуру резания. Благодаря высокой теплопроводности и температуропроводности алмаза тепло резки легко рассеивается и не вызывает большой тепловой деформации, что особенно важно для прецизионных обрабатывающих инструментов с высокими требованиями к точности размеров.

• Температура термостойкости различных материалов концевых фрез: 700–8000°С для алмазных инструментов, 13000–15000°С для инструментов из PCBN, 1100–12000°С для керамических инструментов, 900–11000°С для твердосплавных инструментов на основе TiC(N), 800–9000°С для инструментов на основе WC. ультрамелкозернистый цементированный карбид и 600-7000C для HSS.
• Порядок теплопроводности различных материалов концевых фрез: PCD>PCBN>Цементированный карбид на основе WC>Цементированный карбид на основе TiC(N)>HSS>Керамика на основе Si3N4>Керамика на основе A1203.
• Порядок коэффициента теплового расширения различных материалов концевых фрез следующий: HSS > цементированный карбид на основе WC > TiC(N) > керамика на основе A1203 > PCBN > керамика на основе Si3N4 > PCD.
• Порядок термостойкости различных материалов концевых фрез следующий: HSS>Цементированный карбид на основе WC>Керамика на основе Si3N4>PCBN>PCD>Цементированный карбид на основе TiC(N)>Керамика на основе A1203.

Соответствие химических свойств материалов режущего инструмента и объектов обработки

Проблема соответствия химических свойств материалов режущего инструмента и объектов обработки в основном относится к параметрам химических свойств, таким как химическое сродство, химическая реакция, диффузия и растворение между инструментальными материалами и материалами заготовки. Разные инструменты подходят для обработки разных материалов заготовок.

• Температура антиадгезии различных материалов режущего инструмента (со сталью) составляет PCBN>керамика>твердый сплав>HSS.
• Температура защиты от окисления различных материалов режущего инструмента: керамика>PCBN>карбид>алмаз>HSS.
• Диффузионная прочность различных материалов режущего инструмента (для стали): алмаз>керамика на основе Si3N4>PCBN>керамика на основе A1203. Диффузионная сила (для титана) - керамика на основе А1203>PCBN>SiC>Si3N4>алмаз.