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    如何選擇刀具材質成為機加工工藝員的考慮問題之一


     刀具在某種程度上改變工藝,作為針頭線腦的刀具,如果我們了解了它的性能并加以正確運用,進而改善機加工工藝提高加工效率,完全可以為企業帶來不菲收益。鑄鐵件由于硬而脆的特性,決定了比普通鋼件更費刀具,隨著切削技術的進步和刀具材質的發展,如何選擇刀具材質成為機加工工藝員的考慮問題之一,MOOKTOOL刀具工程師根據結合在鑄鐵件行業加工經驗,從高速切削和高硬度切削刀具方面總結經驗,拋磚引玉。 
           鑄鐵件含灰口鑄鐵,球墨鑄鐵,蠕墨鑄鐵,白口鑄鐵及各種合金鑄鐵;根據切削加工性來講,灰口鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵以及部分合金鑄鐵屬于易切削材質;而蠕墨鑄鐵,白口鑄鐵和高合金耐磨鑄鐵(如硬度HRC60的高鎳鉻合金鑄鐵)屬于難切削材料;诣T鐵一直是汽車制造業的主要原材料之一,它被用于制造各種零部件,包括發動機缸體、缸蓋、差速器箱體、軸、飛輪、制動鼓和制動盤等;诣T鐵在汽車制造業的絕對用量大得驚人,MOOKTOOL立方氮化硼刀具在灰鑄鐵加工中應用無疑是最成功的。另外立方氮化硼刀具各種冷硬鑄鐵、耐磨合金鑄鐵、白口鑄鐵等高硬度鑄鐵件加工中,已經被證實是高效低成本的切削刀具。但是在球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵加工中由于立方氮化硼刀具與游離態鐵素體的親和作用,仍然需要進一步研究,針對高強度球墨鑄鐵加工,MOOKTOOL推出CBN,與普通合金刀具相比,取得驚人刀具壽命,平攤到每個加工工件的刀具成本大幅度下降,且加工效率得以提高數倍。一, 灰口鑄鐵加工用刀具材質盡管球墨鑄鐵和和蠕墨鑄鐵的應用在不斷增加,但灰鑄鐵的應用依然強勢。在汽車制造業,還會繼續保留大量的灰鑄鐵加工(尤其是制動鼓和制動盤)。不過,如今的加工條件已經與過去有所不同,由于立方氮化硼刀具的使用,切削速度已經比10年前提高了大約提高了335m/min。高速切削產生的更高溫度可能會溶解切削刀片的涂層硬質合金,其方式與立方氮化硼刀具與鐵素體之間產生的化學反應非常類似。鑄鐵工件硬而脆,車削鑄鐵工件時,數控刀片需要承受更高的切削熱和切削力,目前,車削鑄鐵工件的數控刀片多為硬質合金涂層刀片,涂層厚度一般在8微米--20微米,帶涂層的數控刀片在遇到鑄造缺陷時涂層崩損后露出合金本體,造成涂層硬質合金數控刀片車削鑄鐵工件時耐用度低的現象。為灰鑄鐵的高速加工(切削速度可高達550m/min)而專門設計的立方氮化硼刀具已經投入市場。這些用于高速切削的立方氮化硼刀具可使刀具長時間保持高耐磨性,以提高生產率)。在使用新型CBN立方氮化硼刀具粗加工灰鑄鐵制動盤零件的加工試驗中(切削速度范圍:400-1658m/min),與使用氮化硅陶瓷刀片相比,刀具壽命提高了一倍,生產率提高了20-200%。這種生產率的提高是因為MOOKCBN立方氮化硼刀具具有更好的切削刃韌性,使其能夠采用比陶瓷刀片更高的進給率。二,球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵加工刀具      盡管聚晶立方氮化硼刀具已被證明是一種性能卓越的切削刀具材料,在切削灰鑄鐵時可以達到幾乎無限長的刀具壽命。但遺憾的是,用立方氮化硼刀具加工球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵時,則會受到化學溶解作用的影響。在這些加工中,刀具材料與鑄鐵中更高的含鐵量相互作用,從而會造成刀具快速磨損。這一難題推動了開發一種能夠抵御化學作用的刀具牌號的需求,CBN就是針對以上球墨鑄鐵加工機理,研制而成。常用于珠光體球墨鑄鐵的高速切削,如QT500,QT600,QT700,QT800,QT900等高強度強墨鑄鐵的粗精加工中。       為了加工這些新型鑄鐵材料,要求刀具既要提高耐磨性,又要具有非常好的韌性——而這兩種性能是很難同時兼顧的。為了應對這種挑戰,許多刀具制造商都在全力開發能提供這兩種性能最優組合的刀具。
    三,奧貝球鐵與白口鑄鐵等高硬度耐磨鑄鐵加工刀具    奧貝球鐵是一種新型的耐磨合金鑄鐵,現在的高牌號的正火態QT800-6和QT900-6、等溫淬火球墨鑄鐵ADI才是名副其實的“人參鐵”!白口鑄鐵中國早在春秋時代就制成了抗磨性良好的白口鑄鐵,用作一些抗磨零件。這種鑄鐵具有高碳低硅的特點,有較高的硬度,但很脆,用得最廣泛的是含鉻量為12%~20%的高鉻白口鑄鐵,組織中形成(cr,Fe)7C3的碳化物。奧貝球鐵和白口鑄鐵加工用CBN刀具已經被證實是可靠的加工刀具。白口鑄鐵又含高鉻白口鑄鐵(簡稱為高鉻鑄鐵),中鉻,低鉻白口鑄鐵,也包括常見的普通鑄鐵含白口現象,MOOKTOOL作為超硬刀具行業先驅者,對鑄鐵材質加工與刀具材料方面的研究一直遙遙領先,推出的非金屬粘結劑CBN刀具材料(MOOKCBN刀具)磨性平衡。常用與高合金鑄鐵加工領域,如高鉻合金鑄鐵,高鎳鉻冷硬鑄鐵,等溫淬火后的球墨鑄鐵,高硅鉻鉬合金鑄鐵等材質。   整體立方氮化硼刀片斷續車削渣漿泵零件為例:采用整體CBN刀片車削渣漿泵葉輪外圓,由于葉輪有5枚葉片,故為斷續切削。刀片切削參數為:vc=75m/min,ap=5mm,f=0.1mm/r。切削過程中,葉輪每轉一周刀具要承受5次沖擊,一次走刀一個刀刃要承受3000多次沖擊。切削結果顯示:切完一個工件后沒有產生斷裂破碎,一片刀片相當于25片陶瓷刀片,充分展現了其耐熱抗沖擊性能,不僅大大降低了刀具的使用成本,而且使生產效率提高了5倍。采用立方氮化硼刀片精車內孔,孔深80mm,切削參數:vc=100m/min,ap=1mm,f=0.5mm/r。內孔一次精車完成,測得兩端尺寸相同,無退刀現象。MOOKCBN耐磨性好,加工零件尺寸的一致性得到保障;而陶瓷刀具精車需要3~4刀才能完成,并且切削時刀片刃部磨損較快,致使切削抗力增加,產生退刀現象,嚴重影響了加工表面的質量?梢娫诟哂捕辱T件的粗加工方面,陶瓷刀具已經失去優勢。          隨著機械行業的競爭日益激烈,如何能通過正確選用機加工刀具材質,來改善加工工藝進而提高加工效率降低綜合成本,成為機加工工藝員的考慮問題。作為針頭線腦的刀具,如果我們了解他們的性能并加以正確選擇,完全可以為企業帶來不菲收益。

    【上一個】 解決鑄件皮下氣孔的措施和建議 【下一個】 3D打印可以保證模具整體質量優于傳統鑄造方式

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