切削加工是机械加工的一种基本加工方法,但它直接影响到生产效率、成本和能耗。这将给社会带来巨大的经济利益和经济利益。近几年来,陶瓷刀具行业得到了飞速发展,复合材料是现代陶瓷刀具材料。现在用于刀具的陶瓷材料主要有氧化铝系、氮化硅系、硼化钛系、金属陶瓷等。金属陶瓷刀具厂家认为,选择合适的金属陶瓷刀具,首先要了解金属陶瓷刀片加工范围和特点。
作为一种具有高硬度、高耐磨性、高导热等综合性能的金属陶瓷材料,被广泛应用于刀具材料。尽管金属陶瓷有比硬质合金更高的强度和硬度,但其韧性较差。为提高金属陶瓷的韧性,改善其切削性能,70年代研制出一种高韧性细颗粒TiC-TiN基金属陶瓷材料。此后,金属陶瓷被越来越多地应用于刀具的研制。以下我们将了解一下金属陶瓷刀片的加工范围和特点:
在硬质合金行业,金属陶瓷刀具通常是指TiCN/TiC/TiN为硬质相,在许多情况下加入Co或Ni作为粘接相,增加元素周期表地IVB、VB、VIB类金属中一种以上的氮化物、碳化物和碳氮化物作为添加剂,以加强金属陶瓷的力学性能,一种耐高温的刀具。
金属刀的特点:(1)硬度高;(2)与被加工工件材料的亲和力低,不易产生积屑瘤;(3)化学稳定性好;(4)耐高温、耐磨。
适用范围:金属陶瓷刀具适用于加工各类钢、铸铁件的半精加工,当切削深度小于2.5mm、每转进给量在0.25mm/r、小于0.2.mm/齿时,金属陶瓷刀具具有优异的切削性能。通过上述材料来加工金属陶瓷刀具,可以提供稳定的刀具使用寿命和良好的表面光洁度。但是,不适用于非连续切削的金属陶瓷刀具,易出现刀片损坏。
注:从加工材料硬度来看,金属陶瓷刀具主要适用于半精加工和精加工硬度低于HRC45的钢和铸铁件,HRC45以上难加工材料(例如高硬度铸铁轧辊,高铬铁、高温合金及其它材料)最好选用立方氮化硼刀具或陶瓷刀具。
三种材料:金属陶瓷刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具的性能及应用对比
(1)从刀具材料的发展和切削加工高速化之间的关系(如下图):在加工黑色金属领域:立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>金属陶瓷刀具。
(2)与加工工件的硬度作对比:立方氮化硼刀具(加工硬度HRC45以上)>陶瓷刀具(HRC40-HRC55之间的精加工)>加工硬度在HR45以下的陶瓷刀具(加工硬度低于HR45)。
(3)从切割速度和硬度方面来看:立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>金属陶瓷刀具>(加工黑色金属领域);立方氮化硼刀具BN-S30材质可在1700m/min以上高速铣削灰口铸铁发动机缸体;高浓度的立方氮化硼刀片BN-K1可加工硬度HRC79的碳化钨。
(4)从刀具材料的韧性而言:金属陶瓷>立方氮化硼(CBN)>陶瓷刀具(如下面所示);有几种特殊情况,如我国开发的非金属粘合剂立方氮化硼刀具因具有优良的韧性,可粗略地处理高硬度和高合金零件的毛坯,并能承受间歇切削。
金瓷刀片的典型应用:
(1)车削:NS9530和涂层GT9530,它具有良好的抗崩性和耐磨性能,提高刀具寿命,适用于半精加工和精加工,其GT9530更适合高速加工。新刀材料可同时用于前、后角度前角刀,也可用于左、右刀。
(2)铣削金属陶瓷刀具:陶瓷刀具PFK-HN刀盘加工HT250的压气箱,Vc=800m/min,采用HNGX100521-T型陶瓷刀片,加工参数Fz=0.16,ap=3mm,加工参数为Fz=0.16,ap=3mm。当加工时间超过150分钟时,陶瓷刀片的刃口磨损非常小。
(3)还可以将金属陶瓷制成钻和滚刀。例如,εc=600m/min的金属陶瓷滚刀,大约是硬质合金滚刀的10~20倍,加工表面的粗糙度值为2μm。
(4)车削时,需要有切屑装置,切屑工作台;铣削或铣头加工时,应选择合适的刀架。
就内部结构而言,金属陶瓷刀片仍属于较大的硬质合金刀具,而不属于陶瓷刀具,立方氮化硼刀具、氮化硅刀具。氧化铝瓷刀具从材料方面可以归类为陶瓷刀具材料;而且从应用角度和刀具性能来看,与涂层硬质合金刀具相比,金属陶瓷刀具在某些领域具有优势。
上述是有关金属陶瓷刀片的相关内容,目前国内金属陶瓷刀片的市场尚处于起步阶段,陶瓷刀片主要用于刀具粗加工,而在精密加工中应用较少。事实上,陶瓷用于切削刀具的时间早于硬质合金,合理选用金属陶瓷刀片,对于切削加工十分有利,希望能对读者有所帮助。