用氮化硅陶瓷刀具切削難加工材料

發(fā)布日期：2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽：2810

 

1 切削冷硬鑄鐵


冷硬鑄鐵硬度很高，毛坯表面粗糙，并存在砂眼、氣孔等鑄造缺陷，加工余量較大，粗加工時一般切削深度選得較大，有很大的沖擊載荷，切削條件相當(dāng)苛刻，目前還難于用陶瓷刀具進(jìn)行粗車。通常先用硬質(zhì)合金刀具粗車外圓，留下0.3mm(單邊)左右的余量，再用氮化硅陶瓷刀具半精車。

  1. 刀具的破損問題

  2. 和硬質(zhì)合金刀具的對比

    3.
    由于工件材料硬度很高，即使是半精車，刀具也易發(fā)生破損。加工時可采取如下措施：

    1. 用負(fù)前角切削。負(fù)前角值不必很大，例如刀桿槽有一縱向負(fù)前角(gp=-11°左右)，這樣，當(dāng)主偏角和副偏角都為45°時，刀片本身的前角和后角均為O，安裝后主切削刃的前角為-8°，刃傾角為-8°，切削刃和副切削刃的后角均為8°。一塊刀片有八個角可用于切削。

    2. 在切削刃上刃磨出負(fù)倒棱。例如bg1=0.2mm，g01=-30°，以保護(hù)刃口。

    3. 選用較厚的刀片。切削時不僅切削力大，而且切削溫度也非常高，如果刀片厚度不夠，造成和刀片下表面接觸的槽表面的剛度不夠，從而使刀片表面產(chǎn)生裂紋。例如用16×16×4.5mm的刀片切削，在垂直切削刃方向產(chǎn)生了肉眼可見的裂紋，用16×16×8mm的刀片切削則無裂紋出現(xiàn)。


    用硬質(zhì)合金刀具切削冷硬鑄鐵，切削速度一般只有10～15m/min，并且由于刀具磨損比較嚴(yán)重，車出的工件存在比較明顯的圓錐度，這將增加后道磨削工序的余量。用氮化硅陶瓷刀具切削冷硬鑄鐵，切削速度可達(dá)到35～40m/min ，如車削硬度為66～78HS(49～58HRC)、長度為803mm的軋輥，加工完一根后，后刀面磨損只有0.2～0.3mm，刀片的一個角可車削3～4根軋輥。可見用氮化硅陶瓷刀具代替硬質(zhì)合金刀具半精車?yán)溆茶T鐵工件，切削速度至少提高一倍以上，可獲得更高的刀具耐用度與加工精度。刀具的費用增加不多，而經(jīng)濟效益卻明顯提高。

2 切削高硬度鋼



  1. 切削高錳鋼

  2. 切削淬火鋼

    3.
    高錳鋼的原始硬度雖然不一定很高，但加工硬化非常嚴(yán)重，加工后硬度可提高一倍左右，切削加工性很差，用一般硬質(zhì)合金刀具很難加工，特別當(dāng)加工精度或表面粗糙度要求高時，硬質(zhì)合金刀具更顯得無能為力。例如某廠加工主動車輪，材料為ZG55Mn ，調(diào)質(zhì)，硬度為169～225HB，380mm內(nèi)孔公差僅為0.045mm，內(nèi)孔錐度要求0.014/455mm，粗糙度要求為Ra1.6µm。選用多種硬質(zhì)合金刀具加工，均達(dá)不到上述質(zhì)量要求；后改用氮化硅陶瓷刀具，順利解決了問題。
    另一種高錳鋼的原始硬度為280HB，初始切削后的硬度即達(dá)500～600HB ，用普通硬質(zhì)合金刀具很難加工，選用高性能硬質(zhì)合金刀具雖能加工，但效率較低，切削速度只有16m/min 。用氮化硅陶瓷刀片在切削深度和進(jìn)給量不變的情況下，切削速度可達(dá)到65m/min ，加工效率提高3倍多，而且切削平穩(wěn)、輕快，工件的表面粗糙度較小，刀具磨損極小。
    使用中應(yīng)注意的事項：① 要連續(xù)切削，即粗車與精車或半精車連續(xù)進(jìn)行。避免先粗車毛坯，然后再進(jìn)行精加工；② 切削深度應(yīng)在0.5mm以上，以免在硬化層中切削；③ 兩端面要預(yù)先倒角，否則進(jìn)刀和出刀處刀頭易崩裂。
    一些合金淬火鋼例如W18Cr4V、Gr15、38CrMoAlA等的硬度可達(dá)58～62HRC ，很難切削，通常采用磨削方式加工，但磨削的效率很低。例如某廠的油泵套筒材料為38CrMoAlA，氮化后要切除的余量有0.5mm，如用磨削加工，需3～4小時，但用氮化硅陶瓷刀具車削加工，僅需要10分鐘，大大提高了切削效率。

3 切削高硅鋁合金


高硅鋁合金的硬度雖然不高，但由于硅含量較高，材料中含有的細(xì)顆粒硅和其他合金成分具有強烈的擦傷作用，使刀具的磨損很快。

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