La selección de materiales de herramientas de corte

Los materiales de herramientas de mecanizado CNC actualmente más utilizados incluyen herramientas de diamante, herramientas de nitruro de boro cúbico, herramientas de cerámica, herramientas recubiertas, herramientas de carburo y herramientas de acero de alta velocidad.

Tsís de dopronunciar herramienta material

Hay muchos grados de materiales de herramientas, y su rendimiento también es muy diferente. Los principales indicadores de rendimiento de los diversos materiales de la herramienta son los siguientes.

Los materiales de la herramienta para el mecanizado CNC deben seleccionarse en función de la pieza a mecanizar y la naturaleza del proceso. La selección de los materiales de la herramienta debe coincidir con el objeto de procesamiento. La combinación de materiales de herramientas de corte y objetos de mecanizado se refiere principalmente a la combinación de propiedades mecánicas, propiedades físicas y propiedades químicas de los dos para obtener la mayor vida útil de la herramienta y la máxima productividad de procesamiento de corte.

estrategia 1: hacer coincidir el material de la herramienta de corte con las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo

El problema de coincidencia de propiedades mecánicas entre la herramienta de corte y el objeto mecanizado se refiere principalmente a los parámetros de propiedades mecánicas, tales como la resistencia, tenacidad y dureza de la herramienta y el material de la pieza de trabajo. Los materiales de herramientas con diferentes propiedades mecánicas son adecuados para el mecanizado de materiales de piezas de trabajo.

1. La secuencia de dureza del material de la herramienta es: herramienta de diamante> herramienta de nitruro de boro cúbico> herramienta de cerámica> aleación dura> acero de alta velocidad.

2. El orden de resistencia a la flexión de los materiales de la herramienta es: acero de alta velocidad> aleación dura> herramienta de cerámica> diamante y herramienta de nitruro de boro cúbico.

3 El orden de tenacidad de los materiales de la herramienta es: acero de alta velocidad> aleación dura> nitruro de boro cúbico, diamante y herramientas de cerámica.

Los materiales de la pieza de trabajo de alta dureza deben procesarse con herramientas de mayor dureza. La dureza del material de la herramienta debe ser mayor que la dureza del material de la pieza de trabajo. En general, se requiere que esté por encima de 60HRC. Cuanto mayor sea la dureza del material de la herramienta, mejor será su resistencia al desgaste. Por ejemplo, cuando la cantidad de cobalto en el carburo cementado aumenta, la resistencia y la tenacidad aumentan, la dureza disminuye y es adecuada para un procesamiento aproximado; cuando la cantidad de cobalto disminuye, la dureza y la resistencia al desgaste aumentan, lo cual es adecuado para el acabado.

Las herramientas con excelentes propiedades mecánicas de alta temperatura son especialmente adecuadas para el mecanizado a alta velocidad. El excelente rendimiento a alta temperatura de las herramientas de cerámica permite cortarlas a altas velocidades, lo que permite que las velocidades de corte sean 2 a 10 veces más altas que los carburos cementados.

Estrategia 2: El material de la herramienta de corte debe coincidir con las propiedades físicas del objeto mecanizado

Las herramientas con diferentes propiedades físicas, tales como herramientas de acero de alta velocidad con alta conductividad térmica y bajo punto de fusión, herramientas de cerámica con alto punto de fusión y baja expansión térmica, herramientas de diamante con alta conductividad térmica y baja expansión térmica, son adecuadas para el procesamiento de materiales de piezas. . Al mecanizar una pieza de trabajo con mala conductividad térmica, se debe utilizar un material de herramienta con una mejor conductividad térmica para permitir que el calor de corte se transmita rápidamente para disminuir la temperatura de corte. Debido a la alta conductividad térmica y la difusividad térmica del diamante, el calor de corte se disipa fácilmente y no causa una gran deformación térmica, lo que es especialmente importante para las herramientas de mecanizado de precisión con una alta precisión dimensional.

1. Temperatura de resistencia al calor de varios materiales de herramientas: 700 ~ 800 ° C para cortadores de diamante; 1300 ～ 1500 ° C para cortadores PCBN; 1100 ～ 1200 ° C para cortadores de cerámica; 900 ～ 1100 ° C para carburos cementados basados en TiC (N); Base de WC El carburo cementado de grano ultrafino es de 800 a 900 ° C; El HSS es de 600 a 700 ° C.

2. Secuencia de conductividad térmica de varios materiales de herramienta: PCD> PCBN> Aleación dura basada en WC> Carburo cementado basado en TiC (N)> HSS> Cerámica basada en Si3N4> Cerámica basada en A1203.

3. El orden del coeficiente de expansión térmica de varios materiales de herramienta: HSS> Aleación dura basada en WC> TiC (N)> Cerámica basada en A1203> PCBN> Cerámica basada en Si3N4> PCD.

4. Orden de resistencia al choque térmico de varios materiales de herramientas: HSS> Carburo cementado a base de WC> Cerámica a base de Si3N4> PCBN> PCD> Carburo cementado a base de TiC (N)> Cerámica a base de A1203.

Estrategia 3: las propiedades químicas del material de la herramienta de corte y la coincidencia del objeto procesado

La correspondencia de las propiedades químicas del material de la herramienta de corte con el objeto de procesamiento se refiere principalmente a la correspondencia de las propiedades químicas del material de la herramienta con la afinidad química, la reacción química, la difusión y la disolución del material de la pieza. Los materiales de las piezas que son diferentes para diferentes materiales son diferentes.

1. Temperatura anti-adherencia de varios materiales de herramientas (con acero): PCBN> Ceramic> Carbide> HSS.

2. Temperatura de oxidación de varios materiales de la herramienta: cerámica> PCBN> aleación dura> diamante> HSS.

Resistencia a la difusión de tres tipos de materiales de herramientas: para acero, diamante> Cerámica con base de Si3N4> PCBN> Cerámica con base A1203; Para titanio, cerámica basada en A1203> PCBN> SiC> Si3N4> diamante.

Consideraciones de los materiales de herramientas CNC

1. Dureza y resistencia al desgaste

La dureza del material de la herramienta debe ser mayor que la dureza del material de la pieza de trabajo, generalmente se requiere que esté por encima de 60HRC. En general, cuanto mayor sea la dureza del material de la herramienta, mejor será la resistencia al desgaste.

2.Fuerza y dureza

La parte de corte de la herramienta está sujeta a grandes fuerzas de corte y fuerzas de impacto. Por lo tanto, el material de la herramienta debe tener una alta resistencia y tenacidad para resistir las fuerzas de corte, los golpes y las vibraciones, y evitar la fractura frágil y la rotura de la herramienta.

3. Resistencia al calor y conductividad térmica.

A altas temperaturas, la herramienta puede mantener su dureza y resistencia. Cuanto mejor sea la resistencia al calor, mayor será la capacidad de la herramienta para resistir la deformación plástica y la capacidad antidesgaste a altas temperaturas. Cuanto mejor es la conductividad térmica, más fácilmente se conduce el calor generado durante el corte. , reduciendo así la temperatura de la parte de corte y reduciendo el desgaste de la herramienta.

4.Procesabilidad y economía.

Para facilitar la fabricación, el material de la herramienta debe tener una buena capacidad de mecanizado, incluida la capacidad de trabajo en caliente, la capacidad de mecanizado y el rendimiento de rectificado, a fin de lograr un rendimiento de alto costo.

En general, PCBN, herramientas de cerámica, carburo revestido y herramientas de carburo basadas en TiCN son adecuadas para el mecanizado CNC de metales ferrosos como el acero. Las herramientas de PCD son adecuadas para materiales no ferrosos como Al, Mg, Cu y aleaciones relacionadas. Procesamiento de materiales no metálicos.

La siguiente tabla muestra algunos de los materiales de la pieza de trabajo que son adecuados para el mecanizado de diversos materiales de herramientas.