切削加工是機(jī)械加工的一種基本加工方法,但它直接影響到生產(chǎn)效率,、成本和能耗,。這將給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益和經(jīng)濟(jì)利益,。近幾年來,陶瓷刀具行業(yè)得到了飛速發(fā)展,復(fù)合材料是現(xiàn)代陶瓷刀具材料?,F(xiàn)在用于刀具的陶瓷材料主要有氧化鋁系,、氮化硅系、硼化鈦系,、金屬陶瓷等,。金屬陶瓷刀具廠家認(rèn)為,選擇合適的金屬陶瓷刀具,,首先要了解金屬陶瓷刀片加工范圍和特點,。
作為一種具有高硬度,、高耐磨性,、高導(dǎo)熱等綜合性能的金屬陶瓷材料,被廣泛應(yīng)用于刀具材料,。盡管金屬陶瓷有比硬質(zhì)合金更高的強(qiáng)度和硬度,,但其韌性較差。為提高金屬陶瓷的韌性,,改善其切削性能,,70年代研制出一種高韌性細(xì)顆粒TiC-TiN基金屬陶瓷材料。此后,,金屬陶瓷被越來越多地應(yīng)用于刀具的研制,。以下我們將了解一下金屬陶瓷刀片的加工范圍和特點:
在硬質(zhì)合金行業(yè),,金屬陶瓷刀具通常是指TiCN/TiC/TiN為硬質(zhì)相,,在許多情況下加入Co或Ni作為粘接相,增加元素周期表地IVB,、VB,、VIB類金屬中一種以上的氮化物、碳化物和碳氮化物作為添加劑,,以加強(qiáng)金屬陶瓷的力學(xué)性能,,一種耐高溫的刀具。
金屬刀的特點:(1)硬度高,;(2)與被加工工件材料的親和力低,,不易產(chǎn)生積屑瘤;(3)化學(xué)穩(wěn)定性好,;(4)耐高溫,、耐磨。
適用范圍:金屬陶瓷刀具適用于加工各類鋼,、鑄鐵件的半精加工,,當(dāng)切削深度小于2.5mm、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量在0.25mm/r、小于0.2.mm/齒時,,金屬陶瓷刀具具有優(yōu)異的切削性能,。通過上述材料來加工金屬陶瓷刀具,可以提供穩(wěn)定的刀具使用壽命和良好的表面光潔度,。但是,,不適用于非連續(xù)切削的金屬陶瓷刀具,易出現(xiàn)刀片損壞,。
注:從加工材料硬度來看,,金屬陶瓷刀具主要適用于半精加工和精加工硬度低于HRC45的鋼和鑄鐵件,HRC45以上難加工材料(例如高硬度鑄鐵軋輥,,高鉻鐵,、高溫合金及其它材料)最好選用立方氮化硼刀具或陶瓷刀具。
三種材料:金屬陶瓷刀具,、陶瓷刀具,、立方氮化硼刀具的性能及應(yīng)用對比
(1)從刀具材料的發(fā)展和切削加工高速化之間的關(guān)系(如下圖):在加工黑色金屬領(lǐng)域:立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>金屬陶瓷刀具。
(2)與加工工件的硬度作對比:立方氮化硼刀具(加工硬度HRC45以上)>陶瓷刀具(HRC40-HRC55之間的精加工)>加工硬度在HR45以下的陶瓷刀具(加工硬度低于HR45),。
(3)從切割速度和硬度方面來看:立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>金屬陶瓷刀具>(加工黑色金屬領(lǐng)域),;立方氮化硼刀具BN-S30材質(zhì)可在1700m/min以上高速銑削灰口鑄鐵發(fā)動機(jī)缸體;高濃度的立方氮化硼刀片BN-K1可加工硬度HRC79的碳化鎢,。
(4)從刀具材料的韌性而言:金屬陶瓷>立方氮化硼(CBN)>陶瓷刀具(如下面所示),;有幾種特殊情況,如我國開發(fā)的非金屬粘合劑立方氮化硼刀具因具有優(yōu)良的韌性,,可粗略地處理高硬度和高合金零件的毛坯,,并能承受間歇切削。
金瓷刀片的典型應(yīng)用:
(1)車削:NS9530和涂層GT9530,,它具有良好的抗崩性和耐磨性能,,提高刀具壽命,適用于半精加工和精加工,,其GT9530更適合高速加工,。新刀材料可同時用于前、后角度前角刀,,也可用于左,、右刀。
(2)銑削金屬陶瓷刀具:陶瓷刀具PFK-HN刀盤加工HT250的壓氣箱,,Vc=800m/min,,采用HNGX100521-T型陶瓷刀片,加工參數(shù)Fz=0.16,ap=3mm,,加工參數(shù)為Fz=0.16,ap=3mm,。當(dāng)加工時間超過150分鐘時,,陶瓷刀片的刃口磨損非常小。
(3)還可以將金屬陶瓷制成鉆和滾刀,。例如,,εc=600m/min的金屬陶瓷滾刀,大約是硬質(zhì)合金滾刀的10~20倍,,加工表面的粗糙度值為2μm,。
(4)車削時,需要有切屑裝置,,切屑工作臺,;銑削或銑頭加工時,應(yīng)選擇合適的刀架,。
就內(nèi)部結(jié)構(gòu)而言,,金屬陶瓷刀片仍屬于較大的硬質(zhì)合金刀具,而不屬于陶瓷刀具,,立方氮化硼刀具,、氮化硅刀具。氧化鋁瓷刀具從材料方面可以歸類為陶瓷刀具材料,;而且從應(yīng)用角度和刀具性能來看,,與涂層硬質(zhì)合金刀具相比,金屬陶瓷刀具在某些領(lǐng)域具有優(yōu)勢,。
上述是有關(guān)金屬陶瓷刀片的相關(guān)內(nèi)容,,目前國內(nèi)金屬陶瓷刀片的市場尚處于起步階段,陶瓷刀片主要用于刀具粗加工,,而在精密加工中應(yīng)用較少,。事實上,陶瓷用于切削刀具的時間早于硬質(zhì)合金,,合理選用金屬陶瓷刀片,,對于切削加工十分有利,,希望能對讀者有所幫助,。