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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