1. Priodweddau sylfaenol y dylai fod gan ddeunyddiau offer
Mae dewis deunyddiau offer yn cael effaith fawr ar fywyd offer, effeithlonrwydd prosesu, ansawdd prosesu a chost prosesu. Wrth dorri, rhaid i offer wrthsefyll pwysedd uchel, tymheredd uchel, ffrithiant, effaith a dirgryniad. Felly, dylai fod gan ddeunyddiau offer y priodweddau sylfaenol canlynol:
(1) Caledwch a gwrthsefyll gwisgo. Rhaid i galedwch y deunydd offeryn fod yn uwch na chaledwch y deunydd darn gwaith, yn gyffredinol mae'n ofynnol iddo fod yn uwch na 60HRC. Po uchaf yw caledwch y deunydd offeryn, y gorau yw'r ymwrthedd gwisgo.
(2) Cryfder a chaledwch. Dylai'r deunydd offeryn fod â chryfder a chaledwch uchel i wrthsefyll grym torri, trawiad a dirgryniad, ac atal torri brau a naddu'r offeryn.
(3) Gwrthiant gwres. Dylai'r deunydd offeryn fod â gwrthiant gwres da, gallu gwrthsefyll tymereddau torri uchel, a meddu ar allu gwrthocsidiol da.
(4) Perfformiad prosesau ac economi. Dylai'r deunydd offeryn fod â pherfformiad gofannu da, perfformiad triniaeth wres, perfformiad weldio; perfformiad malu, ac ati, a dylai fynd ar drywydd cymhareb perfformiad-pris uchel.
2. Mathau, perfformiad, nodweddion a chymwysiadau deunyddiau offer
1. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer diemwnt a chymwysiadau offer
Mae diemwnt yn allotrope o garbon a dyma'r deunydd anoddaf a geir ym myd natur. Mae gan offer diemwnt galedwch uchel, ymwrthedd gwisgo uchel a dargludedd thermol uchel, ac fe'u defnyddir yn eang wrth brosesu metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd. Yn enwedig wrth dorri aloion alwminiwm alwminiwm a silicon yn gyflym, offer diemwnt yw'r prif amrywiaeth offer torri sy'n anodd ei ddisodli. Mae offer diemwnt a all gyflawni effeithlonrwydd uchel, sefydlogrwydd uchel a phrosesu bywyd hir yn arf anhepgor a phwysig mewn prosesu CNC modern.
1) Mathau o offer diemwnt
① Offer diemwnt naturiol: Mae diemwnt naturiol wedi'i ddefnyddio fel offer torri ers cannoedd o flynyddoedd. Ar ôl malu dirwy, gall yr offeryn diemwnt grisial sengl naturiol fod yn hynod o finiog, gyda radiws blaengar o hyd at 0.002μm, a all gyflawni torri tenau iawn, a gall brosesu trachywiredd workpiece hynod o uchel ac arwyneb hynod o isel garwedd. Mae'n offeryn peiriannu tra-gywirdeb cydnabyddedig, delfrydol ac unigryw.
② Offeryn diemwnt PCD: Mae diemwnt naturiol yn ddrud, a'r diemwnt a ddefnyddir fwyaf ar gyfer torri yw diemwnt polycrystalline (PCD). Ers y 1970au cynnar, ar ôl datblygiad llwyddiannus diemwnt polycrystalline (Diemwnt Polycrystalline, y cyfeirir ato fel PCD) llafnau a baratowyd gan dymheredd uchel a thechnoleg synthesis pwysedd uchel, mae offer diemwnt naturiol wedi'u disodli gan ddiamwnt polycrystalline artiffisial mewn sawl achlysur. Mae deunyddiau crai PCD yn helaeth, a dim ond ychydig ddegfed i ddwsin o ddiamwnt naturiol yw ei bris.
Ni all offer PCD falu ymylon miniog iawn, ac nid yw ansawdd wyneb y darn gwaith wedi'i brosesu cystal â diemwnt naturiol. Ar hyn o bryd, nid yw'n hawdd gweithgynhyrchu llafnau PCD gyda thorwyr sglodion yn y diwydiant. Felly, dim ond ar gyfer torri metelau anfferrus ac anfetelau yn fanwl y gellir defnyddio PCD, ac mae'n anodd cyflawni torri drych tra-fanwl.
③ offer diemwnt CVD: mae technoleg diemwnt CVD wedi ymddangos yn Japan ers diwedd y 1970au a dechrau'r 1980au. Mae diemwnt CVD yn cyfeirio at synthesis ffilm diemwnt ar swbstrad heterogenaidd (fel carbid smentio, cerameg, ac ati) trwy ddyddodiad anwedd cemegol (CVD). Mae gan diemwnt CVD yr un strwythur a phriodweddau â diemwnt naturiol.
Mae perfformiad diemwnt CVD yn agos iawn at berfformiad diemwnt naturiol. Mae ganddo fanteision diemwnt grisial sengl naturiol a diemwnt polycrystalline (PCD), ac i raddau mae'n goresgyn eu diffygion.
(2) Nodweddion perfformiad offer diemwnt
① Caledwch eithriadol o uchel a gwrthsefyll gwisgo: Diemwnt naturiol yw'r sylwedd anoddaf a geir mewn natur. Mae gan ddiamwnt wrthwynebiad gwisgo hynod o uchel. Wrth brosesu deunyddiau caledwch uchel, mae oes offer diemwnt 10 i 100 gwaith yn fwy nag offer carbid sment, neu hyd yn oed hyd at gannoedd o weithiau.
② Cyfernod ffrithiant isel iawn: Mae'r cyfernod ffrithiant rhwng diemwnt a rhai metelau anfferrus yn is nag offer eraill. Mae cyfernod ffrithiant isel yn golygu llai o anffurfiad wrth brosesu, a all leihau grym torri.
③ Ymyl torri miniog iawn: Gellir hogi ymyl offer diemwnt yn sydyn iawn. Gall offer diemwnt crisial sengl naturiol fod mor sydyn â 0.002-0.008μm, a all berfformio torri tra-denau a phrosesu tra-gywirdeb.
④ Dargludedd thermol uchel iawn: Mae gan ddiamwnt ddargludedd thermol uchel a thrylededd thermol, mae torri gwres yn hawdd i'w wasgaru, ac mae tymheredd rhan dorri'r offeryn yn isel.
⑤ Cyfernod ehangu thermol isel: Mae cyfernod ehangu thermol diemwnt sawl gwaith yn llai na chyfernod carbid wedi'i smentio, ac mae'r newid ym maint yr offer a achosir gan dorri gwres yn fach iawn, sy'n arbennig o bwysig ar gyfer prosesu manwl gywir ac uwch-fanwl gyda dimensiwn uchel gofynion cywirdeb.
(3) Cymhwyso offer diemwnt
Defnyddir offer diemwnt yn bennaf ar gyfer torri mân a diflasu metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd ar gyflymder uchel. Yn addas ar gyfer prosesu gwahanol fathau o anfetelau sy'n gwrthsefyll traul, megis bylchau meteleg powdr plastig wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr, deunyddiau ceramig, ac ati; metelau anfferrus amrywiol sy'n gwrthsefyll traul, megis aloion alwminiwm silicon amrywiol; gorffennu metel anfferrus amrywiol.
Anfantais offer diemwnt yw bod ganddynt sefydlogrwydd thermol gwael. Pan fydd y tymheredd torri yn fwy na 700 gradd ~ 800 gradd, byddant yn colli eu caledwch yn llwyr; yn ogystal, nid ydynt yn addas ar gyfer torri metelau fferrus, oherwydd mae diemwnt (carbon) yn adweithio'n hawdd ag atomau haearn ar dymheredd uchel, gan drosi atomau carbon yn strwythurau graffit, ac mae'r offer yn hawdd eu niweidio.
2. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer boron nitrid ciwbig a chymwysiadau offer
Mae boron nitrid ciwbig (CBN), ail ddeunydd superhard wedi'i syntheseiddio trwy ddull tebyg i'r dull gweithgynhyrchu diemwnt, yn ail yn unig i ddiamwnt mewn caledwch a dargludedd thermol. Mae ganddo sefydlogrwydd thermol rhagorol ac nid yw'n ocsideiddio pan gaiff ei gynhesu i 10,000 gradd yn yr atmosffer. Mae gan CBN briodweddau cemegol hynod sefydlog ar gyfer metelau fferrus a gellir eu defnyddio'n helaeth wrth brosesu cynhyrchion dur.
(1) Mathau o offer nitrid boron ciwbig
Mae boron nitrid ciwbig (CBN) yn sylwedd nad yw'n bodoli mewn natur. Gellir ei rannu'n grisial sengl a polycrystalline, sef grisial sengl CBN a boron nitrid ciwbig polycrystalline (PCBN yn fyr). Mae CBN yn un o alotropau boron nitrid (BN) ac mae ganddo strwythur tebyg i ddiemwnt.
Mae PCBN (nitrid boron ciwbig polycrystalline) yn ddeunydd polycrystalline sy'n cael ei wneud trwy sintro deunyddiau CBN dirwy gyda'i gilydd trwy gyfnod rhwymo (TiC, TiN, Al, Ti, ac ati) o dan dymheredd uchel a phwysau uchel. Ar hyn o bryd y deunydd offeryn gyda'r caledwch yn ail yn unig i ddiamwnt sy'n cael ei syntheseiddio'n artiffisial. Cyfeirir ato a diemwnt gyda'i gilydd fel deunyddiau offer superhard. Defnyddir PCBN yn bennaf i wneud offer neu offer eraill.
Gellir rhannu offer PCBN yn llafnau PCBN annatod a llafnau cyfansawdd PCBN wedi'u sintro â carbid sment.
Gwneir llafnau cyfansawdd PCBN trwy sintro haen o {{0}}.5-1.0mm o drwch PCBN ar garbid sment gyda chryfder a chadernid da. Mae ei berfformiad yn cyfuno caledwch da gyda chaledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo. Mae'n datrys problemau cryfder plygu isel a weldio anodd llafnau CBN.
(2) Prif briodweddau a nodweddion boron nitrid ciwbig
Er bod caledwch boron nitrid ciwbig ychydig yn is na diemwnt, mae'n llawer uwch na deunyddiau caledwch uchel eraill. Mantais ragorol CBN yw bod ei sefydlogrwydd thermol yn llawer uwch na diemwnt, a all gyrraedd uwch na 1200 gradd (diemwnt yw 700-800 gradd). Mantais ragorol arall yw ei fod yn gemegol anadweithiol ac nid yw'n adweithio'n gemegol â haearn ar 1200-1300 gradd . Mae prif nodweddion perfformiad boron nitrid ciwbig fel a ganlyn.
① Caledwch uchel a gwrthsefyll traul: Mae strwythur grisial CBN yn debyg i strwythur diemwnt, ac mae ganddo galedwch a chryfder tebyg i ddiamwnt. Mae PCBN yn arbennig o addas ar gyfer prosesu deunyddiau caledwch uchel a allai fod yn ddaear o'r blaen yn unig, a gallant gael gwell ansawdd arwyneb workpiece.
② Sefydlogrwydd thermol uchel: gall ymwrthedd gwres CBN gyrraedd 1400-1500 gradd, sydd bron 1 gwaith yn uwch na diemwnt (700-800 gradd). Gall offer PCBN dorri aloion tymheredd uchel a dur caled ar gyflymder 3-5 gwaith yn uwch na chyflymder offer carbid.
③ Sefydlogrwydd cemegol rhagorol: Nid yw'n adweithio'n gemegol â deunyddiau haearn ar 1200-1300 gradd, ac ni fydd yn gwisgo mor sydyn â diemwnt. Ar yr adeg hon, gall barhau i gynnal caledwch carbide; Mae offer PCBN yn addas ar gyfer torri rhannau dur caled a haearn bwrw oer, a gellir eu defnyddio'n helaeth wrth dorri haearn bwrw yn gyflym.
④ Dargludedd thermol da: Er na all dargludedd thermol CBN ddal i fyny â diemwnt, ymhlith pob math o ddeunyddiau offer, mae dargludedd thermol PCBN yn ail i ddiamwnt yn unig, ac mae'n llawer uwch na dur cyflym a charbid.
⑤ Cyfernod ffrithiant isel: Gall cyfernod ffrithiant isel arwain at lai o rym torri, tymheredd torri is, a gwell ansawdd wyneb wrth dorri.
(3) Cymhwyso offer nitrid boron ciwbig
Mae boron nitrid ciwbig yn addas ar gyfer gorffen gwahanol ddeunyddiau anodd eu torri megis dur caled, haearn bwrw caled, aloi tymheredd uchel, carbid wedi'i smentio, deunyddiau chwistrellu wyneb, ac ati. Gall y cywirdeb peiriannu gyrraedd IT5 (IT6 ar gyfer tyllau), a gall y gwerth garwedd arwyneb fod mor fach â Ra1.25 ~0.20μm.
Mae gan ddeunyddiau offer boron nitrid ciwbig galedwch a chryfder plygu gwael. Felly, nid yw offer troi nitrid boron ciwbig yn addas ar gyfer peiriannu garw ar gyflymder isel a chyda llwyth effaith uchel; ar yr un pryd, nid ydynt yn addas ar gyfer torri deunyddiau â phlastigrwydd uchel (fel aloi alwminiwm, aloi copr, aloi sy'n seiliedig ar nicel, dur â phlastigrwydd uchel, ac ati), oherwydd wrth dorri'r metelau hyn, bydd ymyl adeiledig difrifol yn cael ei gynhyrchu, a fydd yn dirywio'r wyneb wedi'i beiriannu.
3. Mathau, priodweddau a nodweddion deunyddiau offer ceramig a chymwysiadau offer
Mae gan offer ceramig nodweddion caledwch uchel, ymwrthedd gwisgo da, ymwrthedd gwres rhagorol a sefydlogrwydd cemegol, ac nid ydynt yn hawdd eu bondio â metelau. Mae offer ceramig mewn safle pwysig iawn mewn peiriannu CNC. Mae offer ceramig wedi dod yn un o'r prif offer ar gyfer torri cyflym a deunyddiau anodd eu peiriant. Defnyddir offer ceramig yn eang mewn torri cyflym, torri sych, torri caled a thorri deunyddiau anodd eu peiriant. Gall offer ceramig brosesu deunyddiau caled uchel yn effeithlon na all offer traddodiadol eu prosesu o gwbl, gan sylweddoli "troi yn lle malu"; gall cyflymder torri gorau offer ceramig fod 2 i 10 gwaith yn uwch na chyflymder offer carbid wedi'i smentio, a thrwy hynny wella effeithlonrwydd cynhyrchu torri yn fawr; y prif ddeunyddiau crai a ddefnyddir mewn deunyddiau offer ceramig yw'r elfennau mwyaf helaeth yng nghramen y ddaear. Felly, mae hyrwyddo a chymhwyso offer ceramig o arwyddocâd mawr i wella cynhyrchiant, lleihau costau prosesu, ac arbed metelau gwerthfawr strategol, a bydd hefyd yn hyrwyddo datblygiad technoleg torri yn fawr.
(1) Mathau o ddeunyddiau offer ceramig
Yn gyffredinol, gellir rhannu deunyddiau offer ceramig yn dri chategori: cerameg sy'n seiliedig ar alwmina, cerameg sy'n seiliedig ar nitrid silicon, a serameg cyfansawdd silicon nitrid-alwminaidd. Yn eu plith, deunyddiau offer ceramig sy'n seiliedig ar alwmina a silicon nitrid yw'r rhai a ddefnyddir fwyaf. Mae perfformiad serameg sy'n seiliedig ar nitrid silicon yn well na serameg sy'n seiliedig ar alwmina.
(2) Perfformiad a nodweddion offer ceramig
Mae nodweddion perfformiad offer ceramig fel a ganlyn:
① Caledwch uchel a gwrthsefyll traul da: Er nad yw caledwch offer ceramig mor uchel â chaledwch PCD a PCBN, mae'n llawer uwch na charbid smentedig ac offer dur cyflym, gan gyrraedd 93 ~ 95HRA. Gall offer ceramig brosesu deunyddiau caledwch uchel sy'n anodd eu prosesu gydag offer traddodiadol, ac sy'n addas ar gyfer torri cyflym a thorri caled.
② Gwrthiant tymheredd uchel a gwrthsefyll gwres da: Gall offer ceramig barhau i dorri ar dymheredd uchel uwchlaw 1200 gradd. Mae gan offer ceramig briodweddau mecanyddol tymheredd uchel rhagorol. Mae gan offer ceramig Al2O3 ymwrthedd ocsideiddio arbennig o dda. Gellir defnyddio'r ymyl flaen yn barhaus hyd yn oed mewn cyflwr coch-poeth. Felly, gall offer ceramig gyflawni torri sych, a thrwy hynny ddileu'r angen am hylif torri.
③ Sefydlogrwydd cemegol da: Nid yw offer ceramig yn hawdd i'w bondio â metelau, ac maent yn gwrthsefyll cyrydiad ac yn sefydlog yn gemegol, a all leihau traul bondio offer.
④ Cyfernod ffrithiant isel: Mae gan offer ceramig affinedd isel â metelau a chyfernod ffrithiant isel, a all leihau grym torri a thymheredd torri.
(3) Cymwysiadau offer ceramig
Ceramig yw un o'r deunyddiau offer a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer gorffennu cyflym a lled-orffen. Mae offer ceramig yn addas ar gyfer torri haearn bwrw amrywiol (haearn bwrw llwyd, haearn hydwyth, haearn bwrw hydrin, haearn bwrw oer, haearn bwrw aloi uchel sy'n gwrthsefyll traul) a dur (dur strwythurol carbon, dur strwythurol aloi, dur cryfder uchel, dur uchel-manganîs, dur diffodd, ac ati), a gellir ei ddefnyddio hefyd i dorri aloion copr, graffit, plastigau peirianneg a deunyddiau cyfansawdd.
Mae gan ddeunyddiau offer ceramig broblemau cryfder plygu isel a chaledwch effaith wael, ac nid ydynt yn addas i'w torri o dan lwyth cyflymder ac effaith isel.
4. Perfformiad a nodweddion deunyddiau offer wedi'u gorchuddio a chymhwyso offer
Offer cotio yw un o'r ffyrdd pwysig o wella perfformiad offer. Mae ymddangosiad offer gorchuddio wedi gwneud datblygiad mawr ym mherfformiad torri offer. Gwneir offer gorchuddio trwy orchuddio un neu fwy o haenau o gyfansoddion anhydrin â gwrthiant traul da ar gorff offer caled. Maent yn cyfuno'r swbstrad offer gyda gorchudd caled, gan wella perfformiad offer yn fawr. Gall offer gorchuddio wella effeithlonrwydd prosesu, gwella cywirdeb prosesu, ymestyn oes offer, a lleihau costau prosesu.
Mae tua 80% o'r offer torri a ddefnyddir mewn offer peiriant CNC newydd yn defnyddio offer gorchuddio. Offer gorchuddio fydd yr amrywiaeth offer pwysicaf ym maes prosesu CNC yn y dyfodol.
(1) Mathau o offer gorchuddio
Yn dibynnu ar y dull cotio, gellir rhannu offer gorchuddio yn offer gorchuddio dyddodiad anwedd cemegol (CVD) ac offer gorchuddio dyddodiad anwedd corfforol (PVD). Yn gyffredinol, mae offer carbid wedi'i orchuddio yn defnyddio dyddodiad anwedd cemegol, ac mae'r tymheredd dyddodiad tua 1000 gradd. Yn gyffredinol, mae offer dur cyflymder uchel wedi'u gorchuddio yn defnyddio dyddodiad anwedd corfforol, ac mae tymheredd y dyddodiad tua 500 gradd.
Yn ôl y gwahanol ddeunyddiau sylfaen o offer wedi'u gorchuddio, gellir rhannu offer wedi'u gorchuddio yn offer gorchuddio carbid, offer gorchuddio dur cyflym, ac offer gorchuddio ar gerameg a deunyddiau superhard (diemwnt a boron nitrid ciwbig).
Yn ôl priodweddau'r deunyddiau cotio, gellir rhannu offer gorchuddio yn ddau gategori, sef offer gorchuddio "caled" ac offer gorchuddio "meddal". Prif nod offer gorchuddio "caled" yw caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo. Ei brif fanteision yw caledwch uchel a gwrthsefyll gwisgo da. Y rhai nodweddiadol yw haenau TiC a TiN. Nod offer gorchuddio "meddal" yw cyfernod ffrithiant isel, a elwir hefyd yn offer hunan-iro. Mae ei gyfernod ffrithiant gyda'r deunydd workpiece yn isel iawn, dim ond tua 0.1, a all leihau adlyniad, lleihau ffrithiant, a lleihau grym torri a thymheredd torri.
Yn ddiweddar, datblygwyd offer â gorchudd nano. Gall y math hwn o offer gorchuddio ddefnyddio gwahanol gyfuniadau o ddeunyddiau cotio amrywiol (fel metel / metel, metel / cerameg, cerameg / cerameg, ac ati) i fodloni gwahanol ofynion swyddogaethol a pherfformiad. Gall haenau nano a ddyluniwyd yn rhesymol wneud i ddeunyddiau offer fod â swyddogaethau gwrth-ffrithiant a gwrth-wisgo rhagorol ac eiddo hunan-iro, sy'n addas ar gyfer torri sych cyflym.
(2) Nodweddion offer gorchuddio
Mae nodweddion perfformiad offer wedi'u gorchuddio fel a ganlyn:
① Perfformiad mecanyddol a thorri da: Mae offer gorchuddio yn cyfuno priodweddau rhagorol y deunydd sylfaen a'r deunydd cotio, gan gynnal caledwch da a chryfder uchel y deunydd sylfaen tra hefyd â chaledwch uchel, ymwrthedd traul uchel a cyfernod ffrithiant isel y cotio . Felly, gellir cynyddu cyflymder torri offer gorchuddio fwy na 2 waith o'i gymharu ag offer heb eu gorchuddio, a chaniateir cyfradd bwydo uwch. Mae bywyd offer gorchuddio hefyd yn gwella.
② Amlochredd cryf: Mae gan offer gorchuddio amlochredd eang ac maent yn ehangu'r ystod brosesu yn sylweddol. Gall un offeryn â chaenen ddisodli nifer o offer heb eu gorchuddio.
③ Trwch cotio: Bydd bywyd yr offer yn cynyddu gyda thrwch cotio yn cynyddu, ond pan fydd y trwch cotio yn cyrraedd dirlawnder, ni fydd bywyd yr offer yn cynyddu'n sylweddol mwyach. Pan fydd y cotio yn rhy drwchus, mae'n hawdd achosi plicio; pan fo'r cotio yn rhy denau, mae'r ymwrthedd gwisgo yn wael.
④ Regrinding: Mae ail-grindio llafnau gorchuddio yn wael, mae'r offer cotio yn gymhleth, mae gofynion y broses yn uchel, ac mae'r amser cotio yn hir.
⑤ Deunydd cotio: Mae gan offer â gwahanol ddeunyddiau cotio berfformiad torri gwahanol. Er enghraifft: mae gan cotio TiC fantais mewn torri cyflymder isel; Mae TiN yn fwy addas ar gyfer torri cyflym.
(3) Cymhwyso offer gorchuddio
Mae gan offer gorchuddio botensial mawr ym maes peiriannu CNC a dyma'r math o offer pwysicaf ym maes peiriannu CNC yn y dyfodol. Mae technoleg cotio wedi'i chymhwyso i felinau diwedd, reamers, driliau, offer peiriannu twll cyfansawdd, hobiau gêr, torwyr siapio gêr, torwyr eillio gêr, ffurfio broaches a gwahanol fewnosodiadau mynegadwy wedi'u gosod ar beiriant i ddiwallu anghenion torri dur amrywiol yn gyflym. a haearn bwrw, aloion sy'n gwrthsefyll gwres a metelau anfferrus.
5. Mathau, priodweddau, nodweddion a chymwysiadau deunyddiau offer carbid wedi'u smentio
Offer carbid sment, yn enwedig offer carbid sment mynegadwy, yw prif gynhyrchion offer peiriannu CNC. Ers y 1980au, mae gwahanol fathau o offer neu lafnau carbid sment annatod a mynegadwy wedi'u hehangu i wahanol feysydd offer torri. Yn eu plith, mae offer carbid smentio mynegadwy wedi ehangu o offer troi syml a thorwyr melino wyneb i wahanol feysydd offer manwl gywir, cymhleth a ffurfio.
(1) Mathau o offer carbid smentio
Yn ôl y prif gyfansoddiad cemegol, gellir rhannu carbid wedi'i smentio yn garbid wedi'i smentio sy'n seiliedig ar garbid twngsten a charbid smentedig titaniwm (nitrid) (TiC (N)).
Mae carbid smentio sy'n seiliedig ar carbid twngsten yn cynnwys tri math: math cobalt twngsten (YG), math titaniwm cobalt twngsten (YT), a math ychwanegol carbid prin (YW). Mae gan bob un ohonynt ei fanteision a'i anfanteision ei hun. Y prif gydrannau yw carbid twngsten (WC), carbid titaniwm (TiC), carbid tantalum (TaC), carbid niobium (NbC), ac ati Y cam bondio metel a ddefnyddir yn gyffredin yw Co.
Mae carbid smentiedig sy'n seiliedig ar titaniwm (nitrid) yn garbid wedi'i smentio gyda TiC fel y brif gydran (mae gan rai carbidau neu nitridau eraill wedi'u hychwanegu), a'r cyfnodau bondio metel a ddefnyddir yn gyffredin yw Mo a Ni.
Mae ISO (Sefydliad Safoni Rhyngwladol) yn rhannu torri carbid sment yn dri chategori:
Categori K, gan gynnwys Kl0~K40, sy'n cyfateb i gategori YG fy ngwlad (y brif gydran yw WC-Co).
Categori P, gan gynnwys P01 ~ P50, sy'n cyfateb i gategori YT fy ngwlad (y brif gydran yw WC-TiC-Co).
Categori M, gan gynnwys M10 ~ M40, sy'n cyfateb i gategori YW fy ngwlad (y brif gydran yw WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Cynrychiolir pob brand gan rif rhwng 01 a 50 i gynrychioli cyfres o aloion o galedwch uchel i'r caledwch mwyaf.
(2) Nodweddion perfformiad offer carbid smentio
Mae nodweddion perfformiad offer carbid sment fel a ganlyn:
① Caledwch uchel: mae offer carbid wedi'i smentio yn cael ei wneud o garbidau (a elwir yn gyfnod caled) gyda chaledwch uchel a phwynt toddi a rhwymwr metel (a elwir yn gyfnod bondio) trwy feteleg powdr. Mae eu caledwch yn cyrraedd 89-93HRA, sy'n llawer uwch na dur cyflym. Ar 5400 gradd, gall y caledwch gyrraedd 82-87HRA o hyd, sydd yr un fath â chaledwch dur cyflym ar dymheredd ystafell (83-86HRA). Mae gwerth caledwch carbid wedi'i smentio yn amrywio yn ôl natur, maint, maint gronynnau a chynnwys cam bondio metel carbidau, ac yn gyffredinol yn gostwng gyda chynnydd cynnwys bondio cyfnod metel. Pan fydd cynnwys y cyfnod bondio yr un peth, mae caledwch aloi YT yn uwch na chaledwch aloi YG, ac mae gan yr aloi â TaC (NbC) wedi'i ychwanegu galedwch tymheredd uchel uwch.
② Cryfder hyblyg a chaledwch: Mae cryfder hyblyg carbid smentiedig a ddefnyddir yn gyffredin yn yr ystod 900-1500MPa. Po uchaf yw cynnwys y cyfnod bondio metel, yr uchaf yw'r cryfder hyblyg. Pan fo'r cynnwys rhwymwr yr un peth, mae cryfder aloi math YG (WC-Co) yn uwch na chryfder aloi math YT (WC-TiC-Co), ac mae'r cryfder yn lleihau gyda chynnydd cynnwys TiC. Mae carbid sment yn ddeunydd brau, a dim ond 1/30 i 1/8 o ddur cyflym yw ei wydnwch effaith ar dymheredd ystafell.
(3) Cymhwyso offer carbid sment a ddefnyddir yn gyffredin
Defnyddir aloion math YG yn bennaf ar gyfer prosesu haearn bwrw, metelau anfferrus a deunyddiau anfetelaidd. Mae gan garbid smentiedig graen mân (fel YG3X, YG6X) galedwch uwch a gwrthsefyll traul na rhai graen canolig pan fo'r cynnwys cobalt yr un peth. Mae'n addas ar gyfer prosesu rhai haearn bwrw caled arbennig, dur di-staen austenitig, aloi sy'n gwrthsefyll gwres, aloi titaniwm, efydd caled a deunyddiau inswleiddio sy'n gwrthsefyll traul.
Manteision rhagorol carbid smentio math YT yw caledwch uchel, ymwrthedd gwres da, caledwch uwch a chryfder cywasgol ar dymheredd uchel na math YG, a gwrthiant ocsideiddio da. Felly, pan fo'n ofynnol i'r offeryn gael ymwrthedd gwres uwch a gwrthsefyll gwisgo, dylid dewis gradd gyda chynnwys TiC uwch. Mae aloion YT yn addas ar gyfer prosesu deunyddiau plastig fel dur, ond nid ar gyfer prosesu aloion titaniwm ac aloion alwminiwm silicon.
Mae gan aloion YW briodweddau aloion YG ac YT ac mae ganddynt briodweddau cynhwysfawr da. Gellir eu defnyddio i brosesu dur, haearn bwrw a metelau anfferrus. Os yw cynnwys cobalt y math hwn o aloi yn cynyddu'n briodol, gall y cryfder fod yn uchel iawn a gellir ei ddefnyddio ar gyfer prosesu garw a thorri amrywiol ddeunyddiau anodd eu prosesu yn ysbeidiol.
6. Mathau, nodweddion a chymwysiadau offer dur cyflym
Mae Dur Cyflymder Uchel (HSS) yn ddur offer aloi uchel gyda llawer iawn o elfennau aloi fel W, Mo, Cr, a V. Mae gan offer dur cyflym berfformiad cynhwysfawr rhagorol o ran cryfder, caledwch a phrosesadwyedd . Mae dur cyflym yn dal i fod mewn safle mawr mewn offer cymhleth, yn enwedig wrth weithgynhyrchu offer prosesu twll, torwyr melino, offer edafu, broaches, offer torri gêr ac offer eraill gyda siapiau llafn cymhleth. Mae offer dur cyflym yn hawdd i'w hogi ar flaen y gad.
Yn ôl gwahanol ddefnyddiau, gellir rhannu dur cyflym yn ddur cyflym cyffredinol a dur cyflymder uchel perfformiad uchel.
(1) Offer dur cyflym cyffredinol-bwrpas
Dur cyflymder uchel pwrpas cyffredinol. Yn gyffredinol, gellir ei rannu'n ddau gategori: dur twngsten a dur twngsten-molybdenwm. Mae'r math hwn o ddur cyflym yn cynnwys 0.7% i 0.9% twngsten. Yn ôl y gwahanol gynnwys twngsten yn y dur, gellir ei rannu'n ddur twngsten sy'n cynnwys 12% neu 18% W, dur twngsten-molybdenwm sy'n cynnwys 6% neu 8% W, a dur molybdenwm sy'n cynnwys 2% neu ddim W. Cyffredinol-diben mae gan ddur cyflym galedwch penodol (63-66HRC) a gwrthsefyll traul, cryfder uchel a chaledwch, plastigrwydd da a thechnoleg prosesu, felly fe'i defnyddir yn helaeth wrth gynhyrchu offer cymhleth amrywiol.
① Dur twngsten: Y radd nodweddiadol o ddur twngsten dur cyflym cyffredinol yw W18Cr4V (wedi'i dalfyrru fel W18), sydd â pherfformiad cynhwysfawr da. Y caledwch tymheredd uchel ar 6000 gradd yw 48.5HRC, y gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu offer cymhleth amrywiol. Mae ganddo fanteision grindability da a sensitifrwydd decarburization isel, ond oherwydd y cynnwys carbid uchel, dosbarthiad anwastad, gronynnau mawr, cryfder isel a chaledwch.
② Dur twngsten-molybdenwm: yn cyfeirio at ddur cyflym a geir trwy ddisodli rhan o'r twngsten mewn dur twngsten gyda molybdenwm. Y radd nodweddiadol o ddur twngsten-molybdenwm yw W6Mo5Cr4V2 (wedi'i dalfyrru fel M2). Mae'r gronynnau carbid o M2 yn iawn ac yn unffurf, ac mae ei gryfder, ei wydnwch a'i blastigrwydd tymheredd uchel yn well na W18Cr4V. Dur twngsten-molybdenwm arall yw W9Mo3Cr4V (wedi'i dalfyrru fel W9), sydd â sefydlogrwydd thermol ychydig yn uwch na dur M2, cryfder a chaledwch plygu gwell na W6M05Cr4V2, ac mae ganddo allu peiriannu da.
(2) Offer dur cyflymder uchel perfformiad uchel
Mae dur cyflymder uchel perfformiad uchel yn cyfeirio at fath newydd o ddur sy'n ychwanegu rhywfaint o gynnwys carbon, cynnwys fanadiwm ac elfennau aloi fel Co ac Al at y cyfansoddiad dur cyflym cyffredinol, a thrwy hynny wella ei wrthwynebiad gwres a'i wrthwynebiad gwisgo. Mae'r categorïau canlynol yn bennaf:
① Dur carbon uchel cyflym. Mae gan ddur carbon uchel cyflymder uchel (fel 95W18Cr4V) galedwch uchel ar dymheredd ystafell a thymheredd uchel. Mae'n addas ar gyfer gweithgynhyrchu offer ar gyfer prosesu dur cyffredin a haearn bwrw, driliau, reamers, tapiau a thorwyr melino â gofynion gwrthsefyll traul uchel, neu brosesu deunyddiau anoddach. Nid yw'n addas ar gyfer effaith fawr.
② dur cyflymder uchel vanadium uchel. Mae graddau nodweddiadol, fel W12Cr4V4Mo (wedi'i dalfyrru fel EV4), yn cynnwys 3% ~ 5% V, mae ganddynt wrthwynebiad gwisgo da, ac maent yn addas ar gyfer torri deunyddiau sy'n dueddol o wisgo offer, megis ffibr, rwber caled, plastig, ac ati. . Gellir ei ddefnyddio hefyd i brosesu dur di-staen, dur cryfder uchel ac aloion tymheredd uchel.
③ Cobalt dur cyflymder uchel. Mae'n ddur cyflym iawn sy'n cynnwys cobalt. Mae gan raddau nodweddiadol, fel W2Mo9Cr4VCo8 (wedi'i dalfyrru fel M42), galedwch uchel, a gall ei galedwch gyrraedd 69 ~ 70HRC. Mae'n addas ar gyfer prosesu deunyddiau anodd eu prosesu fel dur cryfder uchel sy'n gallu gwrthsefyll gwres, aloion tymheredd uchel, aloion titaniwm, ac ati. Mae gan M42 grindability da ac mae'n addas ar gyfer gwneud offer manwl gywir a chymhleth, ond nid yw'n addas ar gyfer gweithio o dan amodau torri effaith.
④ dur cyflymder uchel alwminiwm. Mae'n ddur cyflym iawn sy'n cynnwys alwminiwm. Mae graddau nodweddiadol yn cynnwys W6Mo5Cr4V2Al (wedi'i dalfyrru fel 501). Mae ei galedwch tymheredd uchel ar 6000 gradd hefyd yn cyrraedd 54HRC. Mae ei berfformiad torri yn cyfateb i M42. Mae'n addas ar gyfer gweithgynhyrchu torwyr melino, driliau, reamers, torwyr gêr, broaches, ac ati Fe'i defnyddir i brosesu dur aloi, dur di-staen, dur cryfder uchel ac aloion tymheredd uchel.
⑤ Nitrogen uwch-galed dur cyflymder uchel. Mae graddau nodweddiadol yn cynnwys W12M03Cr4V3N (wedi'i dalfyrru fel (V3N)) Mae'n ddur cyflym iawn sy'n cynnwys nitrogen ac mae ei galedwch, ei gryfder a'i wydnwch yn cyfateb i M42. Gellir ei ddefnyddio yn lle cyflymder uchel sy'n cynnwys cobalt. dur ac fe'i defnyddir ar gyfer torri deunyddiau anodd eu prosesu ar gyflymder isel a phrosesu manwl-gywir cyflym.
(3) Toddi dur cyflym a meteleg powdr dur cyflym
Yn ôl gwahanol brosesau gweithgynhyrchu, gellir rhannu dur cyflym yn ddur cyflym toddi a dur cyflym meteleg powdr.
① Toddi dur cyflym: Mae dur cyflym cyffredin a dur cyflym perfformiad uchel yn cael eu cynhyrchu trwy ddulliau toddi. Fe'u gwneir yn offer torri trwy brosesau fel mwyndoddi, castio ingot a phlatio a rholio. Problem ddifrifol sy'n digwydd yn hawdd wrth doddi dur cyflym yw arwahanu carbid. Mae carbidau caled a brau wedi'u dosbarthu'n anwastad mewn dur cyflym, ac mae'r grawn yn fras (hyd at ddegau o ficronau), sy'n cael effaith andwyol ar wrthwynebiad gwisgo, caledwch a pherfformiad torri offer dur cyflym.
② Dur cyflym meteleg powdr (PM HSS): Mae dur cyflym meteleg powdwr (PM HSS) yn hylif dur wedi'i doddi mewn ffwrnais sefydlu amledd uchel, sy'n cael ei atomized ag argon pwysedd uchel neu nitrogen pur, ac yna'n gyflym wedi'i oeri i gael strwythur crisialog mân ac unffurf (powdr dur cyflym). Yna caiff y powdr canlyniadol ei wasgu i mewn i gyllell yn wag o dan dymheredd uchel a phwysedd uchel, neu ei wneud yn wag dur yn gyntaf ac yna ei ffugio a'i rolio i siâp offeryn. O'i gymharu â dur cyflym a gynhyrchir gan y dull toddi, mae gan PM HSS fanteision grawn carbid mân ac unffurf, a chryfder, caledwch a gwrthsefyll traul llawer uwch na mwyndoddi dur cyflym. Ym maes offer CNC cymhleth, bydd offer PM HSS yn datblygu ymhellach ac yn meddiannu sefyllfa bwysig. Gellir defnyddio graddau nodweddiadol, megis F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, ac ati, i gynhyrchu offer torri maint mawr, llwyth trwm ac effaith uchel, a gellir eu defnyddio hefyd i weithgynhyrchu manwl gywirdeb. offer torri.
Egwyddorion ar gyfer dewis deunyddiau offer CNC
Ar hyn o bryd, mae'r deunyddiau offer CNC a ddefnyddir yn eang yn bennaf yn cynnwys offer diemwnt, offer nitrid boron ciwbig, offer ceramig, offer gorchuddio, offer carbid ac offer dur cyflym. Mae yna lawer o raddau o ddeunyddiau offer, ac mae eu perfformiad yn amrywio'n fawr. Dangosir prif ddangosyddion perfformiad amrywiol ddeunyddiau offer yn y tabl canlynol.
Rhaid dewis deunyddiau offer ar gyfer peiriannu CNC yn ôl y darn gwaith sy'n cael ei beiriannu a natur y peiriannu. Dylai'r dewis o ddeunyddiau offer fod yn cyfateb yn rhesymol i'r gwrthrych peiriannu. Mae paru deunyddiau offer torri a gwrthrychau peiriannu yn cyfeirio'n bennaf at gydweddu priodweddau mecanyddol, priodweddau ffisegol a phriodweddau cemegol y ddau i gael y bywyd offer hiraf a'r cynhyrchiant torri uchaf.
1. Cydweddu priodweddau mecanyddol deunyddiau offer torri a gwrthrychau peiriannu
Mae'r broblem o baru priodweddau mecanyddol offer torri a gwrthrychau peiriannu yn cyfeirio'n bennaf at baru paramedrau priodweddau mecanyddol megis cryfder, caledwch a chaledwch deunyddiau offer a gweithfannau. Mae deunyddiau offer gyda gwahanol briodweddau mecanyddol yn addas ar gyfer peiriannu gwahanol ddeunyddiau darn gwaith.
① The order of tool material hardness is: diamond tool> cubic boron nitride tool> ceramic tool> cemented carbide>dur cyflym.
② The order of bending strength of tool materials is: high-speed steel> cemented carbide> ceramic tool>offeryn nitrid boron diemwnt a chiwbig.
③ The order of toughness of tool materials is: high-speed steel> cemented carbide>boron nitrid ciwbig, diemwnt a cherameg offeryn.
Rhaid prosesu deunyddiau caledwch uchel gydag offer o galedwch uwch. Rhaid i galedwch y deunydd offeryn fod yn uwch na chaledwch y deunydd darn gwaith, yn gyffredinol mae'n ofynnol iddo fod yn uwch na 60HRC. Po uchaf yw caledwch y deunydd offeryn, y gorau yw ei wrthwynebiad gwisgo. Er enghraifft, pan fydd y cynnwys cobalt mewn carbid sment yn cynyddu, mae ei gryfder a'i wydnwch yn cynyddu, ac mae ei galedwch yn lleihau, sy'n addas ar gyfer prosesu garw; pan fydd y cynnwys cobalt yn gostwng, mae ei galedwch a'i wrthwynebiad gwisgo yn cynyddu, sy'n addas ar gyfer prosesu dirwy.
Mae offer sydd â phriodweddau mecanyddol tymheredd uchel rhagorol yn arbennig o addas ar gyfer torri cyflym. Mae perfformiad tymheredd uchel rhagorol offer ceramig yn eu galluogi i dorri ar gyflymder uchel, a gellir cynyddu'r cyflymder torri a ganiateir 2 i 10 gwaith o'i gymharu â charbid sment.
2. Paru priodweddau ffisegol deunyddiau offer torri â gwrthrychau prosesu
Mae offer â gwahanol briodweddau ffisegol, megis offer dur cyflym gyda dargludedd thermol uchel a phwynt toddi isel, offer ceramig gyda phwynt toddi uchel ac ehangu thermol isel, offer diemwnt â dargludedd thermol uchel ac ehangu thermol isel, ac ati, yn addas ar gyfer prosesu gwahanol ddeunyddiau workpiece. Wrth brosesu darnau gwaith â dargludedd thermol gwael, dylid defnyddio deunyddiau offer â dargludedd thermol gwell i ganiatáu i'r gwres torri gael ei drosglwyddo'n gyflym a lleihau'r tymheredd torri. Mae gan ddiamwnt ddargludedd thermol uchel a thrylededd thermol, felly gellir torri gwres yn hawdd heb achosi anffurfiad thermol mawr, sy'n arbennig o bwysig ar gyfer offer peiriannu manwl gyda gofynion cywirdeb dimensiwn uchel.
① Tymheredd gwrthsefyll gwres gwahanol ddeunyddiau offer: 700-8000 gradd ar gyfer offer diemwnt, 13000-15000 gradd ar gyfer offer PCBN, 1100-12000 gradd ar gyfer offer ceramig, 900-11000 gradd ar gyfer TiC(N) carbid smentiedig wedi'i seilio ar sment, 800-9000 gradd ar gyfer carbid smentedig ultrafine-grain seiliedig ar WC, a 600-7000 gradd ar gyfer HSS.
② The order of thermal conductivity of various tool materials: PCD>PCBN>WC-based cemented carbide>TiC(N)-based cemented carbide>HSS>Si3N4-based ceramics>Cerameg wedi'i seilio ar Al2O3-.
③The thermal expansion coefficients of various tool materials are in the following order: HSS>WC-based carbide>TiC(N)>Al2O3-based ceramics>PCBN>Si3N4-based ceramics>PCD.
④The thermal shock resistance of various tool materials is in the following order: HSS>WC-based carbide>Si3N4-based ceramics>PCBN>PCD>TiC(N)-based carbide>Cerameg wedi'i seilio ar Al2O3-.
3. paru perfformiad cemegol o ddeunyddiau offer torri a phrosesu gwrthrychau
Mae problem paru perfformiad cemegol torri deunyddiau offer a gwrthrychau prosesu yn cyfeirio'n bennaf at baramedrau perfformiad cemegol megis affinedd cemegol, adwaith cemegol, trylediad a diddymiad deunyddiau offer a deunyddiau workpiece. Mae offer o wahanol ddeunyddiau yn addas ar gyfer prosesu gwahanol ddeunyddiau workpiece.
①The anti-adhesion temperature of various tool materials (with steel) is: PCBN>ceramics>carbide>HSS.
②The anti-oxidation temperature of various tool materials is: ceramics>PCBN>carbide>diamond>HSS.
③ The diffusion strength of various tool materials (for steel) is: diamond>Si3N4-based ceramics>PCBN>Al2O3-based ceramics. The diffusion strength (for titanium) is: Al2O3-based ceramics>PCBN>SiC>Si3N4>diemwnt.
4. Detholiad rhesymol o ddeunyddiau offeryn CNC
Yn gyffredinol, mae PCBN, offer ceramig, carbid wedi'i orchuddio ac offer carbid seiliedig ar TiCN yn addas ar gyfer peiriannu CNC o fetelau fferrus fel dur; tra bod offer PCD yn addas ar gyfer peiriannu deunyddiau metel anfferrus megis Al, Mg, Cu a'u aloion a deunyddiau anfetelaidd. Mae'r tabl canlynol yn dangos rhai deunyddiau workpiece sy'n addas ar gyfer peiriannu gan wahanol ddeunyddiau offer.