Основно знање о алатима за сечење, само прочитајте ово!

Добар коњ мора бити опремљен седлом, а треба користити напредну ЦНЦ машинску опрему. Ако се користе погрешни алати за сечење, бескорисно је! Избор одговарајућих алатних материјала има значајан утицај на радни век алата, ефикасност обраде, квалитет обраде и трошкове обраде. Овај чланак пружа драгоцено знање о алатима за сечење. Сакупите и поделите, хајде да учимо заједно.
један
Материјал алата треба да има основна својства
Избор материјала алата има значајан утицај на век трајања алата, ефикасност обраде, квалитет обраде и трошкове обраде. Алати за сечење морају да издрже висок притисак, високу температуру, трење, ударце и вибрације током сечења. Према томе, материјали алата треба да имају следећа основна својства:
(1) Тврдоћа и отпорност на хабање. Тврдоћа материјала алата мора бити већа од тврдоће материјала радног предмета, што обично захтева тврдоћу од 60ХРЦ или више. Што је већа тврдоћа материјала алата, то је боља отпорност на хабање.
(2) Снага и жилавост. Материјал алата треба да има високу чврстоћу и жилавост да издржи силе резања, ударе и вибрације и да спречи крто ломљење и урушавање ивица алата.
(3) Отпорност на топлоту. Материјал алата има добру отпорност на топлоту, може издржати високе температуре резања и има добру отпорност на оксидацију.
(4) Перформансе процеса и економичност. Материјал алата треба да има добре перформансе ковања, перформансе топлотне обраде и перформансе заваривања; Перформансе брушења и тежња за високим односом трошкова.
два
Врсте, својства, карактеристике и примена материјала резног алата
1. Материјал дијамантског алата за сечење
Дијамант је алотроп угљеника и најтврђи је материјал који се налази у природи. Дијамантски алати за сечење имају високу тврдоћу, отпорност на хабање и топлотну проводљивост и широко се користе у обради обојених и неметалних материјала. Посебно у брзом резању алуминијума и силицијум-алуминијумских легура, дијамантски алати за сечење су главни тип алата за сечење који је тешко заменити. Дијамантски алати за сечење који могу постићи високу ефикасност, високу стабилност и дуг радни век су незаменљиви и важни алати у савременој ЦНЦ машинској обради.
⑴ Врсте дијамантских алата за сечење
① Природни дијамантски алати за сечење: Природни дијамант има историју од преко сто година као алат за сечење. Након финог брушења, природни монокристални дијамантски алати за сечење могу да имају изузетно оштре ивице, са радијусом сечења до 0.002 μм. Будући да је у стању да постигне ултра-танко сечење и постигне изузетно високу тачност радног предмета и ниску храпавост површине, он је препознат, идеалан и незаменљив алат за ултра прецизну машинску обраду.
② ПЦД дијамантски алати за сечење: Природни дијамант је скуп, а поликристални дијамант (ПЦД) се још увек широко користи у обради сечења. Од раних 1970-их, поликристални дијамант припремљен технологијом синтезе на високим температурама и високим притиском Након успешног развоја поликристалних дијамантских (ПЦД) сечива, природни алати за сечење дијаманата су у многим ситуацијама замењени вештачким поликристалним дијамантом. ПЦД сировина има у изобиљу, а њихове цене су само неколико десетина до десет пута веће од природног дијаманта. ПЦД алати за сечење не могу брусити изузетно оштре ивице, а квалитет површине обрађених радних комада није тако добар као природни дијамант. Тренутно, ПЦД алати за сечење са жлебовима за ломљење струготине не могу се лако произвести у индустрији филма. Због тога се ПЦД може користити само за прецизно сечење обојених метала и неметала, што отежава постизање ултра прецизног огледала.
③ ЦВД дијамантски алати за сечење: Од касних 1970-их до раних 1980-их, ЦВД дијамантска технологија се појавила у Јапану. ЦВД дијамант се односи на синтезу дијамантских филмова на хетерогеним подлогама (као што су тврде легуре, керамика, итд.) коришћењем хемијског таложења из паре (ЦВД). ЦВД дијамант има исту структуру и карактеристике као природни дијамант. Перформансе ЦВД дијаманта су веома сличне онима природног дијаманта, и комбинују предности природног монокристалног дијаманта и поликристалног дијаманта (ПЦД), што донекле превазилази њихове недостатке.
⑵ Карактеристике перформанси дијамантских алата за сечење
① Изузетно висока тврдоћа и отпорност на хабање: Природни дијамант је најчвршћа супстанца која се налази у природи. Дијамант има изузетно високу отпорност на хабање. Приликом обраде материјала високе тврдоће, животни век дијамантских алата за сечење је 10-100 пута дужи од резних алата од тврде легуре, па чак и стотине пута дужи.
② Има веома низак коефицијент трења: Коефицијент трења између дијаманта и неких обојених метала је нижи од осталих алата за сечење, са ниским коефицијентом трења и малом деформацијом током обраде, што може смањити силу резања.
③ Резна ивица је веома оштра: резна ивица дијамантских алата може бити веома оштра, а природни монокристални дијамантски алати могу да досегну до 0.002-0.008 μм. Способан за ултра-танко сечење и ултра прецизну машинску обраду.
④ Има високу топлотну проводљивост: Дијамант има високу топлотну проводљивост и стопу топлотне дифузије, а топлота резања се лако расипа. Температура резања алата је ниска.
⑤ Имати нижи коефицијент термичке експанзије: коефицијент термичког ширења дијаманта је неколико пута мањи од оног код тврде легуре, а промена величине алата узрокована топлотом резања је веома мала, што је посебно важно за прецизну и ултра прецизну машинску обраду са високе захтеве за прецизношћу димензија.
Примена дијамантских резних алата
Дијамантски алати за сечење се обично користе за фино сечење и бушење обојених и неметалних материјала при великим брзинама. Погодно за обраду различитих неметалних материјала отпорних на хабање, као што су стаклопластични прах металургије, керамички материјали, итд; Разни обојени метали отпорни на хабање, као што су разне легуре силицијум алуминијума; Различити процеси завршне обраде обојених метала.
Недостатак дијамантских алата за сечење је њихова лоша термичка стабилност. Када температура резања пређе 700 степени до 800 степени, њихова тврдоћа ће бити потпуно изгубљена; Поред тога, није погодан за сечење црних метала јер дијамант (угљеник) лако ступа у интеракцију са атомима гвожђа на високим температурама, претварајући атоме угљеника у графитне структуре, чинећи алат изузетно подложним оштећењима.
2. Материјал алата за резање кубног бор нитрида
Други супертврди материјал, кубни бор нитрид (ЦБН), синтетизован методом сличном производњи дијаманата, други је после дијаманта по тврдоћи и топлотној проводљивости. Има одличну термичку стабилност и не оксидира када се загреје на 10000Ц у атмосфери. ЦБН има изузетно стабилна хемијска својства за црне метале и може се широко користити у преради челичних производа.
Врсте резних алата са кубним бор нитридом
Кубни бор нитрид (ЦБН) је супстанца која не постоји у природи и може се поделити на монокристалне и поликристалне, односно ЦБН монокристални и поликристални кубни бор нитрид (ПЦБН). ЦБН је један од изомера бор нитрида (БН), са структуром сличном дијаманту.
ПЦБН (Полицристаллине Цубиц Бор Нитриде) је поликристални материјал који синтерује фине ЦБН материјале заједно кроз фазе везивања (ТиЦ, ТиН, Ал, Ти, итд.) под високом температуром и притиском. Тренутно је други најтврђи алатни материјал синтетизован вештачки, а заједно са дијамантом назива се супертврдим алатним материјалом. ПЦБН се углавном користи за израду алата за сечење или других алата.
ПЦБН алати за сечење се могу поделити на интегралне ПЦБН оштрице и ПЦБН композитне оштрице синтероване са композитима од тврде легуре.
ПЦБН композитне оштрице су направљене синтеровањем слоја О.{{0}}.0 мм дебелог ПЦБН-а на тврдој легури добре чврстоће и жилавости. Његове перформансе комбинују добру жилавост, високу тврдоћу и отпорност на хабање, решавајући проблеме ниске чврстоће на савијање и потешкоћа у заваривању ЦБН сечива.
Главна својства и карактеристике кубног бор нитрида
Иако је тврдоћа кубног бор нитрида нешто нижа од дијаманта, много је већа од других материјала високе тврдоће. Изузетна предност ЦБН-а је у томе што је његова термичка стабилност много већа од оне код дијаманта, достижући преко 1200 степени (700-800 степен за дијамант), а друга изузетна предност је његова висока хемијска инертност, која не реагује са елементима гвожђа. на 1200-1300 степену. Главне карактеристике перформанси кубног бор нитрида су следеће.
① Висока тврдоћа и отпорност на хабање: ЦБН кристална структура је слична дијаманту, са сличном тврдоћом и снагом као дијаманту. ПЦБН је посебно погодан за обраду материјала високе тврдоће који су се раније могли само брусити и може постићи бољи квалитет површине радних комада.
② Има високу термичку стабилност: отпорност на топлоту ЦБН-а може достићи 1400-1500 степен, што је скоро 1 пута веће од топлотне отпорности дијаманта (700-800 степен). ПЦБН алати могу да секу високотемпературне легуре и каљени челик брзином 3-5 пута већом од алата од тврдих легура.
③ Одлична хемијска стабилност: Не реагује хемијски са материјалима на бази гвожђа чак и на температурама између 1200-1300 степени и не хаба се оштро као дијамант. У овом тренутку још увек може да одржи тврдоћу тврдих легура; ПЦБН алати за сечење су погодни за сечење каљених челичних делова и хладног тврдог ливеног гвожђа и могу се широко користити за брзо сечење ливеног гвожђа.
④ Имати добру топлотну проводљивост: Иако топлотна проводљивост ЦБН-а не може да сустигне дијамант, топлотна проводљивост ПЦБН-а је друга после дијаманта у различитим материјалима алата, много већа него код брзорезног челика и тврдих легура.
⑤ Имати нижи коефицијент трења: Мањи коефицијент трења може довести до смањења силе резања, смањења температуре резања и побољшања квалитета површине током обраде.
Примена резних алата са кубним бор нитридом
Кубични бор нитрид је погодан за прецизну машинску обраду различитих материјала који се тешко сече као што су каљени челик, тврдо ливено гвожђе, легуре на високим температурама, тврде легуре и материјали за прскање површине. Прецизност обраде може да достигне ИТ5 (рупа ИТ6), а вредност храпавости површине може бити и до Ра1.25-0.20 μ М.
Жилавост и чврстоћа на савијање материјала резног алата са кубним бор нитридом су лоши. Због тога, кубни алати за стругање бор нитрида нису погодни за грубу обраду при малим брзинама и великим ударним оптерећењима; Није погодан за сечење материјала са високом пластичношћу, као што су легуре алуминијума, легуре бакра, легуре на бази никла и челик високе пластичности, јер ће сечењем ових метала произвести озбиљне наслаге струготине, које ће оштетити површину обраде.
3. Материјали керамичких алата за сечење
Керамички алати за сечење имају карактеристике високе тврдоће, добре отпорности на хабање, одличне отпорности на топлоту и хемијске стабилности и није лако за спајање са металима. Керамички алати за сечење играју веома важну улогу у ЦНЦ машинској обради и постали су један од главних алата за сечење за брзо сечење и материјале који се тешко обрађују. Керамички алати за сечење се широко користе у брзом резању, сувом резању, тврдом резању и резању материјала који се тешко обрађују. Керамички алати за сечење могу ефикасно да обрађују материјале високе тврдоће који се не могу обрадити традиционалним алатима за сечење, постижући „окретање уместо брушења“; Оптимална брзина резања керамичких алата за сечење може бити 2 до 10 пута већа од брзине резања алата од тврде легуре, што значајно побољшава производну ефикасност резања; Главне сировине које се користе за керамичке резне алате су најзаступљенији елементи у земљиној кори. Због тога је промоција и примена керамичких резних алата од великог значаја за побољшање продуктивности, смањење трошкова обраде и уштеду стратешких племенитих метала. Такође ће у великој мери промовисати напредак технологије резања.
⑴ Врсте материјала за керамичке алате
Типови керамичких материјала за алат се генерално могу поделити у три категорије: керамика на бази глинице, керамика на бази силицијум нитрида и композитна керамика на бази силицијум нитрида глинице. Међу њима, материјали за керамичке алате на бази глинице и силицијум нитрида су најшире коришћени. Перформансе керамике на бази силицијум нитрида су супериорне у односу на керамику на бази глинице.
⑵ Перформансе и карактеристике керамичких алата за сечење
① Висока тврдоћа и добра отпорност на хабање: Иако тврдоћа керамичких алата за сечење није тако висока као ПЦД и ПЦБН, она је знатно већа од тврдоће алата за сечење од тврде легуре и брзог челика, достижући 93-95ХРА. Керамички алати за сечење могу да обрађују високо тврде материјале које је тешко обрађивати традиционалним алатима, што их чини погодним за брзо и тврдо сечење.
② Отпорност на високе температуре и добра отпорност на топлоту: Керамички алати за сечење и даље могу да секу на високим температурама изнад 1200 степени. Керамички алати за сечење имају одличне механичке особине при високим температурама, а отпорност на оксидацију А12О3 керамичких резних алата је посебно добра. Чак и када је резна ивица у врућем стању, може се користити непрекидно. Због тога, керамички алати за сечење могу постићи суво сечење, чиме се штеди течност за сечење.
③ Добра хемијска стабилност: Керамичке алате за сечење није лако повезати са металима и отпорни су на корозију са добром хемијском стабилношћу, што може смањити хабање алата за сечење лепка.
④ Низак коефицијент трења: Керамички алати за сечење имају низак афинитет према металима, што резултира ниским коефицијентом трења који може смањити силу резања и температуру резања.
⑶ Керамички ножеви имају примену
Керамика је један од алатних материјала који се углавном користи за прецизну обраду велике брзине и полупрецизну машинску обраду. Керамички алати за сечење су погодни за сечење различитог ливеног гвожђа (сиви лив, нодуларно гвожђе, ковно гвожђе, хладно тврдо ливено гвожђе, ливено гвожђе високе легуре отпорно на хабање) и челика (угљенични конструкциони челик, легирани конструкциони челик, челик високе чврстоће , челик са високим садржајем мангана, каљени челик, итд.), а такође се може користити за сечење легура бакра, графита, инжењерске пластике и композитних материјала.
Керамички алатни материјали имају проблема са ниском чврстоћом на савијање и слабом ударном жилавошћу, што их чини неприкладним за сечење при малим брзинама и под ударним оптерећењима.
4. Материјал алата за премазивање
Премазивање алата за сечење је један од важних начина за побољшање њихових перформанси. Појава обложених резних алата направила је значајан напредак у њиховим перформансама резања. Обложени резни алати су они који су премазани са једним или више слојева ватросталних једињења са добром отпорношћу на хабање на телу алата са добром жилавошћу. Они комбинују матрицу алата са тврдим премазом, чиме се значајно побољшавају перформансе алата. Обложени алати за сечење могу побољшати ефикасност обраде, побољшати тачност обраде, продужити век алата и смањити трошкове обраде.
Око 80% алата за сечење који се користе у новим ЦНЦ машинама користе алате са премазом. Обложени алати за сечење ће бити најважнија сорта алата у области ЦНЦ обраде у будућности.
⑴ Врсте обложених алата за сечење
Према различитим методама наношења премаза, алати са премазом се могу поделити на алате обложене хемијским таложењем (ЦВД) и алате са физичким таложењем паре (ПВД). Алати за резање обложених тврдих легура углавном користе методу хемијског таложења паром, са температуром таложења од око 1000 степени. Алати за резање брзог челика са премазом углавном користе методу физичког таложења паром, са температуром таложења од око 500 степени;
Према различитим материјалима подлоге обложених алата, обложени алати се могу поделити на алате пресвучене тврдим легурама, алате са пресвлаком од брзог челика и обложене алате на керамици и супертврдим материјалима (дијамант и кубни бор нитрид).
Према својствима материјала за премазивање, алати са премазом се могу поделити у две категорије, и то „тврдо” обложени алати и „меки” обложени алати. Главни циљ који теже „тврдо” обложеним резним алатима је висока тврдоћа и отпорност на хабање, са главним предностима високе тврдоће и добре отпорности на хабање, за које су карактеристични ТиЦ и ТиН премази. Циљ који теже "меким" обложеним алатима је низак коефицијент трења, познат и као самоподмазујући алат. Његов коефицијент трења са материјалом радног предмета је веома низак, само око 0.1, што може да смањи адхезију, смањи трење и смањи силу резања и температуру сечења.
Недавно су развијени алати за нано премазивање. Овај обложени алат може да користи различите комбинације материјала за премазивање (као што су метал/метал, метал/керамика, керамика/керамика, итд.) како би испунио различите функционалне и перформансе. Добро дизајниран нано премаз може материјалима алата дати одлична својства против трења, својства против хабања и својства самоподмазивања, што их чини погодним за суво сечење великом брзином.
Карактеристике обложених резних алата
① Добре механичке и резне перформансе: Обложени алати за сечење комбинују одлична својства подлоге и материјала за облагање, одржавајући добру жилавост и високу чврстоћу подлоге, као и високу тврдоћу, отпорност на хабање и низак коефицијент трења премаза. Због тога се брзина резања обложених алата може повећати за више од два пута у поређењу са алатима без премаза, а дозвољене су веће брзине помака. Животни век обложених резних алата је такође побољшан.
② Снажна свестраност: Алати са премазом имају широк спектар свестраности и значајно проширују опсег обраде. Један обложени алат може заменити неколико необложених алата.
③ Дебљина премаза: Како се дебљина премаза повећава, век трајања алата се такође повећава, али када дебљина премаза достигне засићење, век трајања алата се више не повећава значајно. Када је премаз превише дебео, лако је изазвати пилинг; Када је премаз превише танак, отпорност на хабање је слаба.

④ Могућност поновног мљевења: Обложене оштрице имају лошу могућност поновног брушења, сложену опрему за премазивање, високе захтјеве процеса и дуго вријеме наношења премаза.
⑤ Материјали за премазивање: Резни алати са различитим материјалима за премазивање имају различите перформансе резања. На пример, током сечења при малој брзини, ТиЦ премаз има предност; ТиН је погоднији за сечење великом брзином.
Примена обложених резних алата
Обложени алати за сечење имају велики потенцијал у области ЦНЦ обраде и биће најважнија сорта алата у будућности. Технологија премаза је примењена на крајње глодалице, развртаче, бургије, композитне алате за обраду рупа, секаче за зупчанике, секаче за зупчанике, секаче за бријање зупчаника, провлачење и разне уметке који се могу индексирати помоћу машинских стезаљки, задовољавајући потребе брзог сечења разни материјали као што су челик и ливено гвожђе, легуре отпорне на топлоту и обојени метали.
5. Материјали алата за резање од тврде легуре
Алати за сечење од тврде легуре, посебно алати за сечење од тврде легуре, водећи су производи ЦНЦ алата за обраду. Од 1980-их, различите врсте интегралних и индексираних резних алата или сечива од тврде легуре прошириле су се на различита поља резних алата. Међу њима, алати за сечење од тврдих легура који се могу индексирати проширили су се од једноставних алата за стругање и чеоних глодала до различитих прецизних, сложених и обликованих поља алата.
⑴ Врсте алата за сечење од тврде легуре
Према главном хемијском саставу, тврде легуре се могу поделити на тврде легуре на бази волфрам карбида и тврде легуре на бази титанијум карбида (ТиЦ (Н)).
Тврде легуре на бази волфрам карбида укључују три типа: волфрам кобалт (ИГ), волфрам кобалт титанијум (ИТ) и додане ретке карбиде (ИВ), сваки са својим предностима и недостацима. Главне компоненте су волфрам карбид (ВЦ), титанијум карбид (ТиЦ), тантал карбид (ТаЦ), ниобијум карбид (НбЦ), итд. Најчешће коришћена фаза везивања метала је Цо.
Тврда легура на бази угљеника (азота) је тврда легура углавном састављена од ТиЦ (неки са додатком других карбида или нитрида), а најчешће коришћене фазе везивања метала су Мо и Ни.
ИСО (Међународна организација за стандардизацију) дели сечење тврдих легура у три категорије:
К-класа, укључујући Кл0-К40, је еквивалентна класи ИГ у Кини (углавном се састоји од ВЦ. Цо).
П-класа, укључујући П01-П50, је еквивалентна ИТ класи у Кини (углавном се састоји од ВЦ. ТиЦ. Цо).
М класа, укључујући М10~М40, је еквивалентна класи ИВ у Кини (углавном се састоји од ВЦ ТиЦ ТаЦ (НбЦ) - Цо).
Низ легура у распону од високе тврдоће до максималне жилавости представљен је бројевима између 01 и 50 за сваки разред.
⑵ Карактеристике перформанси алата за сечење од тврде легуре
① Висока тврдоћа: Алати за резање од тврдих легура су направљени металургијом праха од карбида (називају се тврде фазе) и металних везива (називају се фазе везивања) високе тврдоће и тачке топљења. Њихова тврдоћа достиже 89-93ХРА, што је много веће од тврдоће брзорезног челика. На 5400Ц, њихова тврдоћа и даље може да достигне 82-87ХРА, што је исто као и тврдоћа брзорезног челика на собној температури (83-86ХРА). Вредност тврдоће тврдих легура варира са својствима, количином, величином честица и садржајем металних везивних фаза карбида и генерално опада са повећањем садржаја везујућих металних фаза. Када је садржај адхезивне фазе исти, тврдоћа легура типа ИТ је већа од тврдоће легура типа ИГ, а легуре са додатком ТаЦ (НбЦ) имају већу тврдоћу при високим температурама.
② Чврстоћа и жилавост на савијање: Чврстоћа на савијање уобичајено коришћених тврдих легура креће се од 900 до 1500 МПа. Што је већи садржај фазе везивања метала, то је већа чврстоћа на савијање. Када је садржај лепка исти, јачина легуре типа ИГ (ВЦ Цо) је већа од легуре типа ИТ (ВЦ ТиЦ Цо), а снага се смањује са повећањем садржаја ТиЦ. Тврда легура је крхак материјал, а њена ударна жилавост на собној температури је само 1/30-1/8 жилавости брзорезног челика.
Примена најчешће коришћених алата за сечење од тврдих легура
Легуре типа ИГ се углавном користе за обраду ливеног гвожђа, обојених метала и неметалних материјала. Фино зрнате тврде легуре (као што су ИГ3Кс, ИГ6Кс) имају већу тврдоћу и отпорност на хабање од средње зрнатих тврдих легура када је њихов садржај кобалта исти. Погодни су за обраду специјалног тврдог ливеног гвожђа, аустенитног нерђајућег челика, легура отпорних на топлоту, легура титанијума, тврде бронзе и изолационих материјала отпорних на хабање.
Изванредне предности тврдих легура типа ИТ су висока тврдоћа, добра отпорност на топлоту, већа тврдоћа и чврстоћа на притисак на високим температурама у поређењу са типом ИГ и добра отпорност на оксидацију. Стога, када се захтева да нож има високу отпорност на топлоту и отпорност на хабање, треба изабрати разред са већим садржајем ТиЦ. Легуре типа ИТ су погодне за обраду пластичних материјала као што је челик, али нису погодне за обраду легура титанијума или силицијум алуминијумских легура.
Легуре типа ИВ поседују својства легура ИГ и ИТ, са добрим свеобухватним перформансама. Могу се користити за обраду челичних материјала, као и за обраду ливеног гвожђа и обојених метала. Ако се садржај кобалта на одговарајући начин повећа, ова врста легуре може имати велику чврстоћу и може се користити за грубу обраду и повремено сечење различитих материјала који се тешко обрађују.
6. Алати за резање челика велике брзине
Брзорезни челик (ХСС) је врста високолегираног алатног челика који садржи значајну количину легирајућих елемената као што су В, Мо, Цр и В. Алати за сечење брзог челика имају одличне свеобухватне перформансе у смислу чврстоће, жилавости и обрадивост. У сложеним алатима за сечење, посебно у производњи алата за обраду рупа, глодала, алата за резање навоја, резача за цртање, алата за резање зупчаника и других сложених алата за сечење ивица, брзорезни челик и даље заузима главну позицију. Алати за сечење брзог челика лако се брусе оштре резне ивице.
Према различитим употребама, брзорезни челик се може поделити на брзи челик опште намене и брзорезни челик високих перформанси.
⑴ Универзални алати за сечење брзог челика
Универзални брзорезни челик. Генерално, може се поделити у две категорије: волфрам челик и волфрам молибден челик. Ова врста брзорезног челика садржи (Ц) у распону од 0,7% до 0,9%. Према различитом садржају волфрама у челику, може се поделити на волфрам челик са В садржајем од 12% или 18%, волфрам молибден челик са садржајем В од 6% или 8% и молибден челик са садржајем В од 2 % или без В. Универзални брзорезни челик има одређену тврдоћу (63-66ХРЦ) и отпорност на хабање, високу чврстоћу и жилавост, добру пластичност и обрадивост и широко се користи у производњи различитих сложених алата за сечење.
① Волфрам челик: Типичан разред општенаменског челика од волфрама високе брзине је В18Цр4В, (који се назива В18), који има добра свеобухватна својства и тврдоћу на високој температури од 48,5ХРЦ на 6000Ц. Може се користити за производњу различитих сложених алата за сечење. Има предности као што су добра млевеност и ниска осетљивост на декарбонизацију, али због високог садржаја карбида, неравномерне расподеле, већих честица и ниске чврстоће и жилавости.
② Волфрам-молибденски челик: односи се на брзорезни челик добијен заменом дела волфрама у волфрамовом челику молибденом. Типични разред волфрам-молибден челика је В6Мо5Цр4В2, скраћено М2. Честице карбида М2 су мале и уједначене, са бољом чврстоћом, жилавошћу и пластичношћу на високој температури од В18Цр4В. Друга врста волфрам-молибденског челика је В9Мо3Цр4В (скраћено В9), који има нешто већу термичку стабилност од челика М2, бољу чврстоћу и жилавост од В6М05Цр4В2 и има добру обрадивост.
⑵ Алати за резање челика високих перформанси
Брзорезни челик високих перформанси односи се на нову врсту челика који додаје одређени садржај угљеника и ванадијума, као и елементе легуре као што су Цо и Ал, у састав брзорезног челика опште намене, како би побољшао његову топлоту. отпорност и отпорност на хабање. Углавном постоје следеће категорије:
① Високоугљенични брзорезни челик. Високоугљенични брзи челик (као што је 95В18Цр4В) има високу тврдоћу на собној температури и високој температури, што га чини погодним за производњу и обраду обичног челика и ливеног гвожђа, сврдла, развртача, славина и глодала са високим захтевима отпорности на хабање, или резним алатима за обраду тврђих материјала. Није погодан да издржи велике ударе.
② Брзорезни челик високог ванадијума. Типични типови, као што је В12Цр4В4Мо (који се назива ЕВ4), повећавају садржај В на 3% -5%, имају добру отпорност на хабање и погодни су за сечење материјала који изазивају значајно хабање алата, као што су влакна, тврда гума , пластике, итд. Могу се користити и за обраду материјала као што су нерђајући челик, челик високе чврстоће и легуре на високим температурама.
③ Кобалт брзорезни челик. Припада супертврдом брзорезном челику који садржи кобалт, са типичним разредом као што је В2Мо9Цр4ВЦо8 (који се назива М42), који има високу тврдоћу и може достићи 69-70ХРЦ. Погодан је за обраду челика високе чврстоће отпорног на топлоту, легура на високим температурама, легура титанијума и других материјала који се тешко обрађују. М42 има добру брусност и погодан је за израду прецизних и сложених резних алата, али није погодан за рад под условима резања.
④ Алуминијумски брзорезни челик. Припада алуминијуму који садржи супертврди брзи челик, са типичним разредима као што је В6Мо5Цр4В2Ал (који се назива 501). Тврдоћа на високој температури на 6000Ц такође достиже 54ХРЦ, а учинак сечења је еквивалентан М42. Погодан је за производњу глодала, бургија, развртача, алата за резање зупчаника, провлачења итд., а користи се за обраду легираног челика, нерђајућег челика, челика високе чврстоће и легура на високим температурама.
⑤ Азотни супертврди брзорезни челик. Типична класа, као што је В12М03Цр4В3Н, скраћено В3Н, је супертврди брзорезни челик који садржи азот, са тврдоћом, чврстоћом и жилавошћу упоредивим са М42. Може се користити као замена за брзорезни челик који садржи кобалт за брзо сечење материјала који се тешко обрађује и за прецизну машинску обраду мале брзине.
⑶ Топљење брзорезног челика и брзорезног челика из металургије праха
Према различитим производним процесима, брзорезни челик се може поделити на топљени брзорезни челик и брзорезни челик за металургију праха.
① Топљење брзорезног челика: И обични брзорезни челик и брзорезни челик високих перформанси се производе методом топљења. Од њих се праве алати за сечење кроз процесе као што су топљење, ливење ингота и облагање и ваљање. Озбиљан проблем који се може јавити током топљења брзорезног челика је сегрегација карбида. Тврди и крти карбиди су неравномерно распоређени у брзорезном челику, а величина зрна је крупна (до десетина микрометара), што негативно утиче на отпорност на хабање, жилавост и перформансе резања брзорезних алата за сечење челика.
② Металуршки металуршки челик велике брзине (ПМ ХСС): Челик велике брзине металургије праха (ПМ ХСС) је челична течност топљена у високофреквентној индукционој пећи, која се атомизује аргоном под високим притиском или чистим гасом азота, а затим се брзо хлади да би се добила мала и уједначена кристална структура (прашак од брзорезног челика). Добијени прах се затим утискује у резни алат на високој температури и притиску, или се прво прави у челичну гредицу, а затим се кује и ваља у облик алата за сечење. У поређењу са брзорезним челиком произведеним методом топљења, ПМ ХСС има предности малих и уједначених зрна карбида, значајно побољшану чврстоћу, жилавост и отпорност на хабање у поређењу са растопљеним брзорезним челиком. ПМ ХСС алати ће се даље развијати и заузимати важну позицију у области сложених ЦНЦ алата. Типичне класе, као што су Ф15, ФР71, ГФл, ГФ2, ГФ3, ПТ1, ПВН, итд., могу се користити за производњу алата за сечење великих димензија, тешких и отпорних на ударце, као и прецизних алата за сечење.
три
Принципи избора материјала за ЦНЦ алате
Широко коришћени материјали за ЦНЦ алате тренутно укључују дијамантске алате, алате од кубичног бор нитрида, керамичке алате, обложене алате, алате од тврдих легура и алате од брзог челика. Постоји много општих класа материјала за резне алате, а њихове перформансе увелико варирају. Главни показатељи учинка различитих материјала алата приказани су у табели испод.
Главни показатељи перформанси различитих материјала резног алата

Избор материјала резног алата за ЦНЦ обраду мора бити заснован на радном комаду који се обрађује и својствима обраде. Избор материјала алата треба да буде разумно усклађен са објектом обраде. Усклађивање материјала резног алата са предметом обраде углавном се односи на усклађивање њихових механичких, физичких и хемијских својстава, како би се постигао што дужи век алата и максимална продуктивност резања.
1. Усклађивање механичких својстава између материјала резног алата и предмета обраде
Проблем усклађивања механичких перформанси између алата за сечење и машинских објеката углавном се односи на поклапање параметара механичких перформанси као што су чврстоћа, жилавост и тврдоћа између алата и материјала радног предмета. Материјали резног алата са различитим механичким својствима су погодни за обраду различитих материјала радног предмета.
① The hardness order of tool materials is: diamond tools>cubic boron nitride tools>ceramic tools>hard alloys>брзорезни челик.
② The order of bending strength of tool materials is: high-speed steel>hard alloy>ceramic tools>алати од дијаманта и кубног бор нитрида.
③ The order of toughness of tool materials is: high-speed steel>hard alloy>кубни бор нитрид, дијамантски и керамички алати.
Материјали радног предмета високе тврдоће морају бити обрађени алатима за сечење веће тврдоће, а тврдоћа материјала резног алата мора бити већа од тврдоће материјала радног предмета, што обично захтева тврдоћу од 60ХРЦ или више. Што је већа тврдоћа материјала алата, то је боља отпорност на хабање. На пример, како се садржај кобалта у тврдим легурама повећава, њихова снага и жилавост се повећавају, док се тврдоћа смањује, што их чини погодним за грубу обраду; Када се садржај кобалта смањи, повећава се његова тврдоћа и отпорност на хабање, што га чини погодним за прецизну машинску обраду.
Алати са одличним механичким својствима при високим температурама посебно су погодни за брзо сечење. Одличне перформансе керамичких алата за сечење при високим температурама омогућавају им да секу великом брзином, а дозвољена брзина сечења се може повећати за 2-10 пута у поређењу са тврдим легурама.
2. Усклађивање физичких својстава материјала резног алата и предмета обраде
Алати са различитим физичким својствима, као што су алати од брзорезног челика са високом топлотном проводљивошћу и ниском тачком топљења, керамички алати са високом тачком топљења и ниским топлотним ширењем, и дијамантски алати са високом топлотном проводљивошћу и ниским топлотним ширењем, погодни су за обраду различитих материјали за рад. Приликом обраде радних предмета са слабом топлотном проводљивошћу треба користити материјале алата са добром топлотном проводљивошћу за брз пренос топлоте резања и смањење температуре резања. Дијамант, због своје високе топлотне проводљивости и стопе топлотне дифузије, склон је расипавању топлоте резања и не производи значајну топлотну деформацију, што је посебно важно за прецизне алате за машинску обраду који захтевају високу тачност димензија.
① Температура отпорности на топлоту различитих материјала резних алата: 700-8000Ц за дијамантске алате за сечење, 13000-15000Ц за ПЦБН алате за сечење, 1100-12000Ц за алате за сечење керамике, 900-11000Ц за тврде легуре на бази ТиЦ (Н), 800-9000Ц за ултрафине тврде легуре на бази ВЦ-а и 600-7000Ц за ХСС.
② The thermal conductivity order of various tool materials is: PCD>PCBN>WC based hard alloy>TiC (N) based hard alloy>HSS>Si3N4 based ceramic>Керамика на бази А1203.
③ The order of thermal expansion coefficients for various tool materials is: HSS>WC based hard alloy>TiC (N)>A1203 based ceramic>PCBN>Si3N4 based ceramic>ПЦД.
④ The order of thermal shock resistance of various tool materials is: HSS>WC based hard alloy>Si3N4 based ceramic>PCBN>PCD>TiC (N) based hard alloy>Керамика на бази А1203.
3. Усклађивање хемијских својстава између материјала резног алата и предмета обраде
Проблем усклађивања хемијских перформанси између материјала алата за сечење и предмета обраде углавном се односи на подударање параметара хемијских перформанси као што су хемијски афинитет, хемијска реакција, дифузија и растварање између материјала алата и материјала радног предмета. Алати за сечење са различитим материјалима су погодни за обраду различитих материјала обрадака.
① The temperature resistance of various cutting tool materials to adhesion (compared to steel) is as follows: PCBN>ceramic>hard alloy>ХСС.
② The oxidation resistance temperature of various tool materials is as follows: ceramic>PCBN>hard alloy>diamond>ХСС.
③ The diffusion strength of different cutting tool materials (for steel) is: diamond>Si3N4 based ceramics>PCBN>A1203 based ceramics. The diffusion intensity (for titanium) is: A1203 based ceramics>PCBN>SiC>Si3N4>дијамант.
4. Разуман избор материјала за ЦНЦ алате
Уопштено говорећи, ПЦБН, керамички алати за сечење, обложене тврде легуре и алати за сечење од тврдих легура на бази ТиЦН су погодни за ЦНЦ обраду црних метала као што је челик; ПЦД алати су погодни за обраду материјала од обојених метала као што су Ал, Мг, Цу, као и њихових легура и неметалних материјала. У следећој табели су наведени неки материјали радног комада који су погодни за обраду са горе наведеним материјалима алата.
Неки материјали радног комада погодни за обраду са материјалима за резне алате