众所周知目前市面最有竞争力的刀具材料就是陶瓷材料,陶瓷刀具材料具有硬度高、耐磨性能和耐热性能好、化学稳定性优良、不易与金属产生粘结的特点,已成为高速切削高温合金的主要刀具材料之一。而且金属陶瓷刀具的最佳切削速度比硬质合金刀具高8~10倍,能够大幅度提高切削效率。那么金属陶瓷刀具和硬质合金刀具那种刀具更好用呢?
近年来,应用硬质合金刀具加工钛基、镍基和钴基高温合金得到广泛普及,硬质合金刀具是数控加工刀具的主导产品。其硬质合金材料在低于600℃的工作温度下所表现出来的高硬度及高韧性使之成为切削高温合金及钛合金非常理想的的刀具。但硬质合金刀具有一个致命的弱点,其熔点约为1200℃,当切削区温度高于800℃时,刀刃的强度和硬度会大幅下降,磨损加剧,甚至难以完成正常切削。
因此,应用硬质合金刀具切削高温合金材料时,为避免切削区温度过高,线速度只能维持在40m/min左右。对加工余量较大的零件,由于缓慢的切削速度,金属去除率很低,占机时间很长,生产成本大大增加,这使得现代数控机床的潜力远没有发挥出来。
而应用陶瓷刀具实现高速切削的核心就是要充分利用陶瓷材料的高温特性,提高切削速度,使切削热量不断聚积,切削区温度升高,软化切屑,使切削变得很容易。尽管陶瓷材料与硬质合金材料相比,其韧性与耐磨性相差很多,但其高温稳定性是硬质合金刀具远达不到的。因此,提高线速度是增加切削区温度最有效的方法。理论上说,陶瓷刀具的切削速度和金属去除率应是硬质合金刀具的5~10倍甚至更多。
金属陶瓷刀具和硬质合金刀具对比:
1、陶瓷材料的耐磨性不如硬质合金,如果采用等切深多次切削,势必在刀刃与零件的接触点处出现垂直于刀刃的沟状磨损。因此,需要不断改变刀刃与工件的接触点,这种方法对于延长刀刃的使用寿命非常有效。
2、与硬质合金相比,陶瓷材料还是较脆的,因此在切削过程中应坚决杜绝振动现象。这就要求机床有足够大的功率,主轴转动平稳,进给均匀,切削路线为“推削”。不要试图在普通机床上使用陶瓷刀具。
3、对于不同硬度的材料要选用合理的切削参数及走刀路线,使进给和切速优化组合,只有这样才能保证高效切削。
4、陶瓷刀片不会出现严重断裂而酿成事故,除非执行了严重的错误操作。陶瓷刀片主要磨损形式有崩刃、后刀面磨损。所谓后刀面磨损是一种渐进的磨损形式,各种刀具都存在这种磨损,其磨损程度与相应的切速是衡量刀具寿命的指标。对于镍基合金零件陶瓷刀片的沟状磨损现象发生在切深线上,理想的应用方法应是沟状磨损达到最大的同时后刀面磨损也达到最大。沟状磨损允许扩展至刀片1/3的厚度上,迅速的沟状磨损或崩刃经常出现在切削区域内,是由于切削区域热量不足造成的。只要提高切速或降低进给或两者同时调整即可纠正。
5、适用于硬质合金刀具的走刀路线应区别于陶瓷刀片走刀路线。由于沟状磨损陶瓷刀片会很快失效。陶瓷刀具切削编程与硬质合金刀具的编程方法和走刀路线不完全同,必须采用恰当的走刀路线和切削参数。
6、壁厚小于2mm的薄壁件的精加工,不适合选用陶瓷刀具。还是要使用硬质合金刀具。
以上是关于金属陶瓷刀具和硬质合金刀具的相关内容,这两种刀具在其不同的领域都有广泛的应用,如果说一定要说那种刀具好用,只能说是相对论了,重要的是合适的才是最好的。希望以上内容对读者有帮助。