Características de desempenho de ferramentas de corte diamantadas

⑵ Características de desempenho das ferramentas de corte diamantadas

① Alta dureza e resistência ao desgaste: o diamante natural é uma substância dura encontrada na natureza. O diamante tem uma resistência ao desgaste muito alta. Ao processar materiais de alta dureza, a vida útil da ferramenta diamantada é de 10 a 100 vezes, ou até centenas de vezes.

② Tem um coeficiente de atrito muito baixo: o coeficiente de atrito entre o diamante e alguns metais não ferrosos é menor do que outras ferramentas, baixo coeficiente de atrito, deformação de processamento é pequena, pode reduzir a força de corte.

③ Aresta de corte muito afiada: a aresta de corte da ferramenta de diamante pode ser afiada, ferramenta de diamante de cristal único natural pode ser de até 0,002 ~ 0,008μm, pode realizar corte ultrafino e usinagem de ultraprecisão.

④ Possui alta condutividade térmica: o diamante possui alta condutividade térmica e difusividade térmica, o calor de corte é fácil de dispersar e a temperatura de corte é baixa.

⑤ Tem um baixo coeficiente de expansão térmica: o coeficiente de expansão térmica do diamante é várias vezes menor que o da liga dura, e a mudança no tamanho da ferramenta causada pelo calor de corte é muito pequena, o que é particularmente importante para precisão e ultra- usinagem de precisão com requisitos de alta precisão dimensional.

(3) A aplicação de ferramentas diamantadas

As ferramentas diamantadas são frequentemente usadas para corte fino e mandrilamento de materiais não ferrosos e não metálicos em alta velocidade. Adequado para o processamento de uma variedade de materiais não metálicos resistentes ao desgaste, como aço de vidro, metalurgia do pó em branco, materiais cerâmicos; Todos os tipos de metais não ferrosos resistentes ao desgaste, tais como todos os tipos de ligas de alumínio e silício; Todos os tipos de processamento de acabamento de metais não ferrosos.

A desvantagem da ferramenta diamantada é a baixa estabilidade térmica. Quando a temperatura de corte exceder 700 ℃ ~ 800 ℃, ela perderá completamente sua dureza. Além disso, não é adequado para cortar metais ferrosos, pois o diamante (carbono) em altas temperaturas tende a interagir com os átomos de ferro, fazendo com que os átomos de carbono se transformem em estrutura de grafite, e a ferramenta é facilmente danificada.

2. Material da ferramenta de nitreto de boro cúbico

O segundo material superduro, o nitreto cúbico de boro (CBN), sintetizado por um método semelhante ao usado na fabricação do diamante, perde apenas para o diamante em termos de dureza e condutividade térmica e possui excelente estabilidade térmica. Nenhuma oxidação ocorre mesmo quando aquecido a 10000C na atmosfera. O CBN tem propriedades químicas muito estáveis ​​para metais ferrosos e pode ser amplamente utilizado no processamento de produtos de ferro e aço.

⑴ Tipos de ferramentas de corte de nitreto de boro cúbico

nitreto de boro cúbico (CBN) é um material que não existe na natureza e pode ser dividido em monocristalino e policristalino, ou seja, monocristalino de CBN e nitreto de boro cúbico policristalino (PCBN). O CBN é um dos isômeros do nitreto de boro (BN), que é semelhante em estrutura ao diamante.

PCBN (nitreto de boro cúbico policristalino) é um material policristalino sinterizado pela combinação de material CBN fino (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) sob alta temperatura e alta pressão. É um material de ferramenta com dureza inferior apenas ao diamante que é sintetizado por meios artificiais. PCBNS são usados ​​principalmente para fazer facas ou outras ferramentas.

A ferramenta de corte PCBN pode ser dividida em lâmina PCBN integral e sinterizada com lâmina composta PCBN composta de carboneto.

A lâmina composta de PCBN está na força e tenacidade do bom carboneto sinterizado uma camada de PCBN de 0,5 ~ 1,0 mm de espessura, seu desempenho é boa tenacidade e alta dureza e resistência ao desgaste, resolve a baixa resistência à flexão da lâmina CBN e dificuldades de soldagem e outras problemas.

As principais propriedades e características do nitreto de boro cúbico

Embora a dureza do nitreto de boro cúbico seja ligeiramente inferior à do diamante, é muito superior à de outros materiais de alta dureza. A grande vantagem do CBN é que sua estabilidade térmica é muito maior que a do diamante, que pode atingir mais de 1200 ℃ (diamante é 700 ~ 800 ℃). Outra vantagem notável é que possui grande inércia química e não reage com o ferro a 1200 ~ 1300 ℃. As principais propriedades do nitreto de boro cúbico são as seguintes.

① Alta dureza e resistência ao desgaste: a estrutura do cristal CBN é semelhante ao diamante, com dureza e resistência semelhantes ao diamante. O PCBN é especialmente adequado para usinagem anteriormente, apenas materiais de alta dureza, pode obter melhor qualidade da superfície da peça.

② Possui alta estabilidade térmica: a resistência ao calor do CBN pode atingir 1400 ~ 1500℃, que é quase l vezes maior que a do diamante (700 ~ 800℃). As ferramentas de PCBN podem ser usadas para corte em alta velocidade de superliga e aço endurecido em velocidades 3 a 5 vezes mais altas do que as ferramentas de metal duro.

③ Excelente estabilidade química: e material de ferro para 1200-1300 ℃ não tem efeitos químicos, não como diamante como desgaste afiado, então ainda pode manter a dureza da liga dura; A ferramenta PCBN é adequada para cortar peças de aço temperado e ferro fundido a frio, e pode ser amplamente utilizada no corte de ferro fundido em alta velocidade.

④ Boa condutividade térmica: Embora a condutividade térmica do CBN não alcance o diamante, mas em todos os tipos de materiais de ferramentas, a condutividade térmica do PCBN perde apenas para o diamante, muito maior do que o aço rápido e as ligas duras.

⑤ com baixo coeficiente de atrito: baixo coeficiente de atrito pode levar à redução da força de corte, redução da temperatura de corte, melhoria da qualidade da superfície de usinagem.

⑶ Aplicação de ferramenta de nitreto de boro cúbico

Nitreto de boro cúbico é adequado para acabamento de todos os tipos de aço endurecido, ferro fundido duro, liga de alta temperatura, liga dura, materiais de pulverização de superfície e outros materiais de corte difícil. A precisão da usinagem pode atingir IT5 (o furo é IT6) e a rugosidade da superfície pode ser tão pequena quanto Ra1,25 ~ 0,20μm.

A tenacidade do material da ferramenta de nitreto de boro cúbico e a resistência à flexão são ruins. Portanto, a ferramenta de torneamento de nitreto de boro cúbico não deve ser usada para usinagem de desbaste com baixa velocidade e grande carga de impacto; Ao mesmo tempo, não é adequado para cortar materiais plásticos grandes (como liga de alumínio, liga de cobre, liga à base de níquel, aço plástico grande, etc.), porque o corte desses metais produzirá sérios nódulos de cavacos e o deterioração da superfície de processamento.

3. Material da ferramenta de cerâmica

A ferramenta de cerâmica tem as características de alta dureza, boa resistência ao desgaste, boa resistência ao calor e estabilidade química, e não é fácil de ligar com o metal. As ferramentas de corte de cerâmica desempenham um papel muito importante na usinagem NC. As ferramentas de corte de cerâmica tornaram-se uma das principais ferramentas para corte de alta velocidade e processamento de materiais difíceis. A ferramenta de cerâmica é amplamente utilizada em corte de alta velocidade, corte a seco, corte duro e materiais de usinagem duros. A ferramenta de corte de cerâmica pode processar com eficiência os materiais de alta dureza que as ferramentas de corte tradicionais não conseguem processar, de modo a realizar"moagem girando"; A melhor velocidade de corte da ferramenta de corte de cerâmica pode ser 2 a 10 vezes maior do que a da ferramenta de corte de metal duro, melhorando muito a eficiência do corte; As principais matérias-primas utilizadas para ferramentas de corte de cerâmica são elementos abundantes na crosta terrestre. Portanto, a popularização e aplicação de ferramentas de corte de cerâmica são de grande importância para melhorar a produtividade, reduzir custos de processamento e economizar metais preciosos estratégicos. Também promoverá grandemente o progresso da tecnologia de corte.

⑴ Tipos de materiais de ferramentas de cerâmica

Materiais de ferramentas de cerâmica geralmente podem ser divididos em cerâmica à base de alumina, cerâmica à base de nitreto de silício, cerâmica composta à base de nitreto de silício e alumina três categorias. Os materiais cerâmicos para ferramentas à base de alumina e nitreto de silício são amplamente utilizados. O desempenho da cerâmica à base de nitreto de silício é melhor do que o da cerâmica à base de alumina.

⑵ O desempenho e as características das ferramentas de corte de cerâmica

① Alta dureza, boa resistência ao desgaste: embora a dureza das ferramentas de corte de cerâmica não seja tão alta quanto PCD e PCBN, mas muito maior do que ferramentas de metal duro e aço rápido, até 93-95HRA. As ferramentas de corte de cerâmica podem processar materiais altamente duros que são difíceis de processar com ferramentas de corte tradicionais. Eles são adequados para corte de alta velocidade e corte duro.

② Resistência a altas temperaturas e boa resistência ao calor: as ferramentas de corte de cerâmica ainda podem ser cortadas em altas temperaturas acima de 1200 ℃. A ferramenta de cerâmica tem boas propriedades mecânicas em alta temperatura. A resistência à oxidação da ferramenta de cerâmica A12O3 é particularmente boa. A aresta de corte pode ser usada continuamente, mesmo que esteja em calor vermelho. Portanto, a ferramenta de cerâmica pode realizar o corte a seco, economizando assim o fluido de corte.

③ Boa estabilidade química: a ferramenta de cerâmica não é fácil de aderir ao metal e a resistência à corrosão, boa estabilidade química, pode reduzir o desgaste adesivo da ferramenta.

(4) Baixo coeficiente de atrito: ferramenta de cerâmica e afinidade de metal é pequena, baixo coeficiente de atrito, pode reduzir a força de corte e a temperatura de corte.

⑶ Faca de cerâmica tem aplicação

A cerâmica é um dos materiais de ferramentas utilizados principalmente em acabamento de alta velocidade e semi-acabamento. A ferramenta de cerâmica é adequada para usinagem de todos os tipos de ferro fundido (ferro fundido cinzento, ferro fundido dúctil, ferro fundido maleável, ferro fundido a frio, ferro fundido resistente ao desgaste de alta liga) e aço (aço estrutural de carbono, aço estrutural de liga, aço de alta resistência , aço com alto teor de manganês, aço endurecido, etc.), também pode ser usado para cortar ligas de cobre, grafite, plásticos de engenharia e materiais compostos.

As propriedades do material da ferramenta de cerâmica têm baixa resistência à flexão, baixa tenacidade ao impacto, não são adequadas para corte em baixa velocidade, carga de impacto.

4. Material da ferramenta de revestimento

Revestir a ferramenta é uma das maneiras importantes de melhorar o desempenho da ferramenta. A aparência da ferramenta de revestimento é um grande avanço no desempenho de corte. A ferramenta de revestimento está no corpo da ferramenta com boa tenacidade, revestida com uma camada ou várias camadas de compostos refratários com boa resistência ao desgaste, combina a matriz da ferramenta com revestimento duro, de modo a melhorar muito o desempenho da ferramenta. A ferramenta de revestimento pode melhorar a eficiência da usinagem, melhorar a precisão da usinagem, prolongar a vida útil da ferramenta e reduzir o custo da usinagem.