¿Qué materiales de herramientas elegir al cortar acero aleado?
Al cortar acero aleado, los materiales de herramienta que se pueden seleccionar son:
Acero para herramientas al carbono, acero rápido, carburo cementado, materiales cermet y nitruro de boro cúbico. Entre ellos
(1) El acero para herramientas al carbono es adecuado para fabricar herramientas manuales.
(2) El acero de alta velocidad se puede utilizar para diversos procesos complejos de piezas de acero aleado con una superficie Dureza de HRC32 o menos.
(3) El carburo es adecuado para procesar herramientas de piezas de acero aleado por debajo de HRC45.
(4) Nitruro de boro cúbico, utilizado para procesar piezas de acero aleado por debajo de HRC45.
Por supuesto, estos materiales también se pueden utilizar para otros materiales, pero los grados de los materiales son diferentes.
Hoy en día, la tecnología de recubrimiento de superficies de herramientas se ha utilizado ampliamente.
Para escribir más puntos, lo siguiente se presenta brevemente en detalle.
1. Acero de alta velocidad
El acero de alta velocidad es un acero para herramientas con alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta resistencia al calor, también conocido como acero para herramientas de alta velocidad o acero afilado. El acero rápido fue creado por F.W. Taylor y M. White en Estados Unidos en 1898. El acero de alta velocidad tiene un buen rendimiento de proceso, excelente resistencia y tenacidad, por lo que se utiliza principalmente para fabricar hojas delgadas complejas y herramientas de corte de metales resistentes a impactos, así como cojinetes de alta temperatura y troqueles de extrusión en frío. Además del acero de alta velocidad producido por el método de fundición, el acero de alta velocidad producido por el método de pulvimetalurgia apareció después de la década de 1960. Su ventaja es que evita las propiedades mecánicas y la deformación por tratamiento térmico causadas por la segregación de carburos causada por el método de fundición. .
Muchas personas también llaman al acero rápido acero eólico o acero blanco. Esto significa que después del enfriamiento, puede endurecerse incluso cuando se enfría al aire y es muy afilado. Es un acero aleado de composición compleja que contiene elementos formadores de carburos como tungsteno, molibdeno, cromo, vanadio y cobalto. La cantidad total de elementos de aleación es aproximadamente del 10% al 25%. Puede mantener una alta dureza bajo el alto calor (aproximadamente 500 ℃) generado por el corte a alta velocidad, y el HRC puede exceder 60. Ésta es la característica más importante del acero rápido: la dureza al rojo vivo. Después del templado y revenido a baja temperatura, el acero para herramientas al carbono tiene una alta dureza a temperatura ambiente, pero cuando la temperatura es superior a 200 °C, la dureza disminuirá bruscamente. A 500 °C, la dureza ha caído a un nivel similar al. estado recocido, perdiendo completamente la capacidad de cortar metal, lo que limita el uso de acero para herramientas al carbono en la producción de herramientas de corte. El acero de alta velocidad tiene una buena dureza al rojo, lo que compensa las fatales deficiencias del acero para herramientas al carbono y puede usarse para fabricar herramientas de corte.
La pulvimetalurgia, que generalmente se produce mediante hornos eléctricos, alguna vez se utilizó para producir acero de alta velocidad, lo que permite que los carburos se distribuyan uniformemente en la matriz con partículas extremadamente finas, mejorando la vida útil.
El acero rápido se utiliza a menudo para fabricar diversas herramientas de corte con formas complejas. Como fresas, brocas, escariadores, fresas, brochas, machos, matrices, etc.
El acero rápido es un tipo de acero compuesto con un contenido de carbono generalmente entre 0,70 ~ 1,65%. Contiene más elementos de aleación, alcanzando la cantidad total del 10 al 25%. Según los diferentes elementos de aleación, se puede dividir en:
Acero rápido de tungsteno (que contiene entre un 9 y un 18% de tungsteno);?
Acero rápido de tungsteno-molibdeno (que contiene 5 a 12% de tungsteno, molibdeno 2~6%);
Acero rápido con alto contenido de molibdeno (que contiene tungsteno 0~2%, molibdeno 5~10%);
Vanadio acero de alta velocidad, según el contenido de vanadio. Se divide en acero de alta velocidad de vanadio ordinario (que contiene de 1 a 2% de vanadio) y acero de alta velocidad con alto contenido de vanadio (que contiene de 2,5 a 5% de vanadio);
Cobalto de alta velocidad acero rápido (que contiene entre un 5 y un 10% de cobalto. 10%).
Según los diferentes usos, el acero rápido se puede dividir en dos tipos: de uso general y de uso especial.
Acero rápido general: se utiliza principalmente para fabricar herramientas de corte (como taladros, machos de roscar, hojas de sierra) y herramientas de precisión (como fresas, cortadores de engranajes y brochas). Los tipos de acero más utilizados incluyen W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, etc.
Acero de alta velocidad para usos especiales: incluido acero de cobalto de alta velocidad y acero de alta velocidad súper duro (dureza HRC68 ~ 70), utilizado principalmente para cortar metales difíciles de cortar (como metales de alta velocidad). -aleaciones de temperatura, aleaciones de titanio y aceros de alta resistencia, etc.) Para herramientas de corte, los grados de acero comúnmente utilizados incluyen W12Cr4V5Co5, W2Mo9Cr4VCo8, etc.
II. Carburo cementado
Material de aleación elaborado a partir de compuestos duros de metales refractarios y metales aglomerados mediante un proceso de pulvimetalurgia.
El carburo cementado tiene una serie de excelentes propiedades como alta dureza, resistencia al desgaste, buena resistencia y tenacidad, resistencia al calor y resistencia a la corrosión.
En particular, su alta dureza y resistencia al desgaste permanecen básicamente sin cambios incluso a una temperatura de 500°C, y todavía tiene una alta dureza a 1000°C.
El carburo cementado se utiliza ampliamente como material para herramientas de corte, como herramientas de torneado, fresas, cepilladoras, brocas, herramientas de mandrinado, etc. Se utiliza para cortar hierro fundido, metales no ferrosos, plásticos, fibras químicas, grafito, vidrio, piedra y acero común. También se puede utilizar para cortar acero resistente al calor, acero inoxidable, acero con alto contenido de manganeso, acero para herramientas y otros. Materiales difíciles de cortar.
Ahora, las nuevas herramientas de carburo pueden cortar a velocidades cientos de veces superiores a las del acero al carbono.
El carburo cementado tiene alta dureza, alta resistencia, alta resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. Se le conoce como el "diente industrial" y se usa ampliamente en la fabricación de herramientas de corte, herramientas de corte, herramientas de cobalto y desgaste. -piezas resistentes se utiliza en la industria militar, aeroespacial, mecanizado, metalurgia, perforación petrolera, herramientas de minería, comunicaciones electrónicas, construcción y otros campos. Con el desarrollo de industrias transformadoras, la demanda del mercado de carburo cementado también está aumentando.
En el futuro, la fabricación de armas y equipos de alta tecnología, el avance de la tecnología de punta y el rápido desarrollo de la energía nuclear aumentarán efectivamente la demanda de alta tecnología y alta calidad. y productos de carburo cementado de rendimiento estable.
El carburo cementado está hecho de polvo de carburo metálico refractario de alta dureza (WC, TiC) del tamaño de una micra como componente principal, con cobalto (Co) o níquel (Ni) y molibdeno (Mo) como aglutinante. , productos de pulvimetalurgia sinterizados en un horno de vacío o en un horno de reducción de hidrógeno.
Los carburos, nitruros, boruros, etc. metálicos de los grupos IVB, VB, VIB se denominan colectivamente carburo cementado debido a su dureza y punto de fusión particularmente altos. Lo siguiente se centra en el carburo cementado para explicar la estructura, las características y las aplicaciones de los carburos cementados que contienen oro.
3. Materiales cermet Materiales cerámicos metálicos
De la palabra inglesa Cermets, cermet es una combinación de Cerámica (cerámica) y Metal (metal). Los cermets no solo mantienen la alta resistencia, alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación y estabilidad química de las cerámicas, sino que también tienen la buena tenacidad y plasticidad de los metales. Dado que no existe una distinción clara entre los términos "cermet" y "carburo de tungsteno", es difícil trazar una línea clara entre materiales específicos. Desde la perspectiva de los grupos de materiales, el "carburo de tungsteno" debe clasificarse como "Cermet". El "carburo cementado" debe clasificarse como "Cermet". Desde la perspectiva de la clasificación de materiales, el "carburo de tungsteno" debe clasificarse como "cermet", y IE.Campbell clasifica el "carburo de tungsteno" como "cermet". Campbell clasifica el "carburo de tungsteno" como "cermet".
Cermet (cermet) Para hacer que la cerámica sea resistente a altas temperaturas y no sea fácil de romper, la gente agrega un poco de polvo metálico a la arcilla utilizada para hacer la cerámica, obteniendo así cermets.
Los cermets a base de metal se fabrican añadiendo polvo fino de óxido a una matriz metálica, también conocidos como materiales mejorados por difusión. Incluye principalmente aluminio sinterizado (aluminio-alúmina), berilio sinterizado (óxido de berilio-berilio), níquel TD (óxido de níquel-torio), etc. Un material compuesto que consta de una o más fases cerámicas y una fase o aleación metálica. El amplio sentido de cermet también incluye aleaciones compuestas refractarias, carburos y materiales de herramientas de diamante con aglomerantes metálicos. La fase cerámica en los cermets es un óxido o compuesto refractario con alto punto de fusión y alta dureza. La fase metálica está formada principalmente por elementos de transición (hierro, cobalto, níquel, cromo, tungsteno, molibdeno, etc.) y sus aleaciones.
Cermets a base de óxidos. Se basa en alúmina, circonio, óxido de magnesio, óxido de berilio, etc., y está compuesto con metal tungsteno, cromo o cobalto. Tiene las características de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión química, buena conductividad térmica, alta resistencia mecánica, etc. ., y se puede utilizar como herramienta de corte.
IV. Nitruro de boro cúbico
Nitruro de boro de estructura cúbica, la fórmula molecular es BN, su estructura cristalina es similar al diamante, la dureza es ligeramente menor que la del diamante, HV72000 ~ 98000MPa. comúnmente utilizado como materiales abrasivos y para herramientas de corte. En 1957, el estadounidense R.H. Wentof desarrolló por primera vez el nitruro de boro cúbico.
Sin embargo, hasta ahora no se ha encontrado nitruro de boro cúbico natural.
Los abrasivos de nitruro de boro cúbico tienen un excelente rendimiento de molienda. No solo pueden procesar materiales difíciles de moler y mejorar la productividad, sino que también ayudan a controlar estrictamente la calidad. La precisión de la forma y las dimensiones de la pieza de trabajo también puede mejorar eficazmente la calidad del rectificado de la pieza de trabajo y mejorar significativamente la integridad de la superficie de la pieza de trabajo después del rectificado, mejorando así la resistencia a la fatiga de la pieza, extendiendo su vida útil y mejorando la confiabilidad. Además, el nitruro de boro cúbico tiene buenas ventajas. Además, el proceso de producción de abrasivos de nitruro de boro cúbico es mejor que la producción de abrasivos ordinarios en términos de consumo de energía y contaminación ambiental. Por lo tanto, ampliar la producción y aplicación de abrasivos de nitruro de boro cúbico es una tendencia inevitable. en el desarrollo de aplicaciones de la industria de maquinaria.
Al utilizar herramientas PCBN para tornear con precisión acero endurecido, la dureza de la pieza de trabajo es superior a 45 HRC y el efecto es mejor. La velocidad de corte es generalmente de 80~120m/min. Cuanto mayor sea la dureza de la pieza de trabajo, menor debe ser la velocidad de corte. Por ejemplo, para una pieza de trabajo con una dureza de 70HRC, la velocidad de corte debe ser de 60~80m/min. La profundidad de corte del torneado de precisión es de 0,1~0,3 mm, la velocidad de avance es de 0,05~0,025 mm/r, la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo después del torneado de precisión es Ra 0,3~0,6 μm y la precisión dimensional puede alcanzar 0,013 mm.
Si puede utilizar un torno CNC estándar con buena rigidez, buena rigidez de la herramienta de corte PCBN y filo afilado, la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo después del acabado puede alcanzar Ra0,3 μm y la precisión dimensional puede alcanzar 0,01 mm, que puede alcanzar el nivel de procesamiento de amoladora CNC. Si la máquina herramienta tiene buena rigidez y la velocidad de corte seleccionada es baja, entonces se puede utilizar el inserto compuesto PCBN para terminar de girar la superficie interrumpida.
El margen de mecanizado de acabado es generalmente de alrededor de 0,3 mm. Intente mejorar la precisión dimensional de la pieza de trabajo antes del templado y reduzca la deformación térmica para garantizar la uniformidad del margen de corte durante el acabado y prolongar la vida útil de las herramientas PCBN. .
El líquido de corte generalmente no se utiliza en el torneado de acabado, porque a velocidades de corte más altas, las virutas eliminan una gran cantidad de calor de corte y rara vez permanece en la superficie de la pieza de trabajo, lo que afecta la calidad y precisión. de la superficie mecanizada. Las plaquitas de torneado de precisión deben utilizar plaquitas en forma de diamante de 80° con alta resistencia y tenacidad, con un radio de punta de 0,8 a 1,2 mm. Para proteger el filo de la herramienta, se debe achaflanar con una piedra de aceite fina antes de su uso.
El acabado de piezas endurecidas es un proceso nuevo que requiere pruebas del proceso antes de su implementación. Se pueden utilizar barras con el mismo material, dureza y tamaño que la pieza para el acabado o desbaste en el mismo tipo de máquina herramienta. La prueba es verificar si la herramienta, los parámetros de corte seleccionados y el sistema de proceso tienen suficiente rigidez. Esta tecnología ha sido ampliamente utilizada en el país.