El maquinado es uno de los procesos más básicos, amplios e importantes en la industria de la madera, afectando directamente la eficiencia productiva, los costos de procesamiento y el consumo de energía. Con el avance de la tecnología de la industria de la madera, se utilizan cada vez más diversos materiales compuestos de madera, madera contrachapada, madera laminada de bambú, especialmente madera contrachapada de papel impregnada con melamina, madera contrachapada de PVC, madera contrachapada reforzada con Al 2 O 3 y otros materiales. Para muebles, pisos, paneles para techos y piezas de madera de ingeniería. Estos materiales son difíciles de cortar, las operaciones de corte simples, la construcción de herramientas convencionales y los materiales de herramientas comunes son difíciles o imposibles de lograr. Además, con el desarrollo de la tecnología de la industria de la madera, los equipos de producción de tableros artificiales, equipos de fabricación, equipos de fabricación de muebles, etc. se están moviendo hacia un alto grado de automatización, funcionalidad completa, alimentación rápida y alta eficiencia de producción. Ambos avances tecnológicos han impulsado el desarrollo de materiales para herramientas de corte y tecnología de fabricación. Si el cortador puede realizar un corte normal, la calidad del corte es buena o mala, y el grado de durabilidad está estrechamente relacionado con el material de la pieza de corte del cortador. Los diversos fenómenos físicos en el proceso de corte, especialmente el desgaste de la herramienta y la naturaleza del material de la herramienta, son de gran relevancia. Con la máquina herramienta permitida, la productividad de la herramienta depende esencialmente del rendimiento de corte que el propio material pueda realizar. Los requisitos para las herramientas de carpintería son mantener el filo de la herramienta de corte durante mucho tiempo en condiciones de alta velocidad e impacto. Por esta razón, el material de la herramienta para trabajar la madera debe tener la dureza y la resistencia al desgaste necesarias, la resistencia y tenacidad suficientes, y un cierto grado de mano de obra (como soldadura, tratamiento térmico, corte y esmerilado).1. Material de herramienta de carburoEl carburo cementado es un producto de pulvimetalurgia hecho de un carburo de metal refractario (WC, TiC) altamente rígido sinterizado con Co, Ni, etc. como aglutinante. Su rendimiento depende principalmente del tipo, rendimiento, cantidad, tamaño de partícula y cantidad de aglutinante del carburo metálico. La dureza de la aleación dura es HRC74~81.5, y su dureza disminuye a medida que aumenta el contenido de aglomerante. El contenido de carburo de alta temperatura en el carburo cementado supera al del acero de alta velocidad, por lo que tiene una buena termoplasticidad y puede soportar temperaturas de corte de hasta 800-1000 °C. La dureza a temperatura ambiente del acero de alta velocidad se supera a 600 °C y supera la dureza a temperatura ambiente del acero al carbono a 1000 °C. Las herramientas de corte para madera y compuestos de madera utilizan principalmente carburos cementados YG con metal cobalto (Co) como aglutinante y carburo de tungsteno (WC) como fase dura. Aunque en los últimos años han surgido varios tipos nuevos de materiales para herramientas de corte, con el desarrollo de la automatización en la industria de paneles a base de madera y la industria de procesamiento de la madera, las aleaciones de aluminio duro, que son materiales altamente resistentes al desgaste, se han convertido en los principales materiales para trabajar la madera. materiales de herramientas, y lo será durante mucho tiempo. El interior seguirá ocupando una posición importante en el material de herramientas de corte de madera. Dado que el carburo cementado es un material quebradizo, su resistencia a la flexión es de aproximadamente 1/4 a 1/2 de la del acero de alta velocidad común, la resistencia al impacto es de aproximadamente 1/30 a 1/4 de la del acero de alta velocidad común y el borde de corte no se puede pulir como el acero de alta velocidad. Tan afilado como eso, es necesario investigar y desarrollar nuevas técnicas de preparación de materiales para mejorar aún más el rendimiento de corte de los materiales de herramientas de corte de carburo.2 Investigación de materiales de herramientas de corte de carburo y estado de la aplicación Como la resistencia al desgaste y la tenacidad de los materiales de herramientas de corte de carburo no se tienen en cuenta fácilmente, los usuarios solo pueden seleccionar los materiales de herramienta adecuados entre muchos grados de carburo en función de los objetos de mecanizado y las condiciones de procesamiento específicos. Esto trae inconvenientes a la selección y manejo de herramientas de carburo cementado. Con el fin de mejorar aún más el rendimiento de corte integral de los materiales de herramientas de corte de carburo, los puntos críticos de investigación actuales se centran principalmente en los siguientes aspectos. fuerza entre los granos, se puede mejorar la fuerza y la resistencia al desgaste del material de la herramienta de corte de carburo. Cuando el tamaño de grano del WC se reduce por debajo de la escala submicrónica, la dureza, tenacidad, resistencia y resistencia al desgaste del material pueden aumentar, y también puede reducirse la temperatura requerida para una densificación completa. El tamaño de grano del carburo cementado ordinario es de aproximadamente 3~5 μm, el tamaño de grano del carburo cementado de grano fino es de 1~1,5 μm y el tamaño de grano del carburo cementado de grano ultrafino puede alcanzar 0,5 μm o menos. En comparación con las aleaciones duras ordinarias con la misma composición, los carburos de grano ultrafino pueden aumentar la dureza en más de 2HRA y la resistencia a la flexión se puede aumentar en 600~800MPa. El carburo de grano ultrafino se ha utilizado cada vez más. 2.2 Superficie, tratamiento térmico general y tratamiento térmico cíclico El tratamiento de nitruración, borización, etc. en la superficie de una aleación dura con buena tenacidad puede mejorar efectivamente la resistencia al desgaste de la superficie. El tratamiento térmico general de las aleaciones duras con buena resistencia al desgaste pero poca tenacidad puede cambiar la composición y estructura de la fase aglomerante en el material y reducir la adyacencia de la fase dura WC, mejorando así la resistencia y la tenacidad de la aleación dura. El uso de un proceso de tratamiento térmico cíclico para aliviar o eliminar la tensión entre los límites de grano puede mejorar ampliamente el rendimiento general del material de aleación dura. 2.3 Agregar metales raros La adición de TaC, NbC y otros carburos de metales raros a los materiales de carburo cementado permite los aditivos se combinan con el WC de fase dura existente para formar una estructura de solución sólida compleja, que fortalece aún más la estructura de la fase dura y también suprime la fase dura. El crecimiento del grano, mejora la uniformidad de la organización y otros efectos, mejorará en gran medida el rendimiento general del carburo cementado. Este tipo de carburo cementado con Ta(Nb)C agregado a los grados de carburo P, K y M estándar de ISO. y la resistencia a la flexión del material, y también se mejora la resistencia al desgaste. Esto se debe a que el elemento de tierras raras puede fortalecer la fase dura y la fase aglutinante, purificar el límite de grano y mejorar la humectabilidad de la solución sólida de carburo a la fase aglutinante. Las aleaciones de carburo que contienen elementos de tierras raras son las más adecuadas para el mecanizado de desbaste y son particularmente adecuadas para el corte y procesamiento de madera y materiales compuestos de madera. Los recursos de tierras raras de China son abundantes y tales herramientas de corte de carburo tendrán amplias perspectivas de aplicación. En la actualidad, los materiales para herramientas de corte de carburo se están desarrollando en dos direcciones. Por un lado, la superficie aplicable de las marcas de uso general es cada vez más amplia y la versatilidad es cada vez más fuerte; por otro lado, las marcas de propósito especial son cada vez más específicas y más adaptables. La naturaleza del material que se procesa y las condiciones de corte, para lograr el propósito de mejorar la eficiencia de corte.3. Carburo revestido Sobre un sustrato de carburo resistente y tenaz, se puede aplicar una capa mediante CVD (deposición química de vapor), PVD (deposición física de vapor), PVCD (deposición química de vapor mejorada con plasma), HVOF (revestimiento térmico de alta velocidad), etc. Muy fina compuestos metálicos resistentes al desgaste como TiN, TiC y otros materiales. Alta dureza TiC (HV3200), buena resistencia al desgaste, por lo que el espesor del recubrimiento es generalmente de 5 ~ 7 μm. La baja dureza TiN (HV1800~2100) tiene una baja fuerza de unión al sustrato, pero tiene buena conductividad térmica y alta tenacidad. El espesor del revestimiento puede alcanzar los 8~12 μm, y la dureza del sustrato se puede combinar con la resistencia al desgaste del revestimiento. Con el fin de mejorar el rendimiento general de las herramientas de corte de carburo. La herramienta de corte de carburo revestido tiene buena resistencia al desgaste y al calor, y es especialmente adecuada para cortes de alta velocidad. Debido a su alta durabilidad y versatilidad, se puede utilizar para reducir el número de cambios de herramienta cuando se utiliza en lotes pequeños y variedades de procesamiento automático flexible. Veces, mejora la eficiencia del procesamiento. Las herramientas de carburo cementado recubiertas tienen una fuerte capacidad de desgaste anticráter, forma estable de la cuchilla y forma de ranura, efecto de rotura de virutas y otro rendimiento de corte, que conducen al control automático del proceso de procesamiento. Después de la pasivación y el refinamiento del sustrato de la herramienta de corte de carburo cementado revestido, la precisión dimensional es alta, lo que puede cumplir con los requisitos del mecanizado automático para la precisión de posicionamiento del cambio de herramienta. Las características anteriores determinan que las herramientas de carburo cementado recubiertas sean particularmente adecuadas para equipos de procesamiento automatizado como FMS (Sistema de fabricación flexible), CIMS (Sistema de fabricación integrado por computadora). Sin embargo, el uso de métodos de revestimiento sigue sin resolver fundamentalmente el problema de la escasa tenacidad y resistencia al impacto de los materiales de matriz de carburo cementado. Se encontró que cuando las hojas de sierra de carburo recubiertas de TiN se usaron para aserrar los dientes, se mejoró el rendimiento de desgaste de la cara inclinada de los dientes de sierra. La prueba de corte de sierra para trabajar la madera recubierta de PVD demuestra que La hoja de sierra de aleación (superficie de diente con revestimiento previo) corta el tablero de fibra dura, se reduce la cantidad de desgaste de los dientes de sierra. Sin embargo, la temperatura más alta del recubrimiento CVD da como resultado la formación de una fase aglutinante quebradiza entre el sustrato y el recubrimiento. El recubrimiento en el filo de corte se despega rápidamente bajo la influencia de la tensión residual del recubrimiento, el calor de corte y la fuerza de corte. En comparación con el método CVD, la temperatura del recubrimiento PVD es baja, por lo tanto, la herramienta de recubrimiento PVD puede obtener una mejor estructura de recubrimiento y una alta dureza del recubrimiento, también se ha mejorado la nitidez del borde de la herramienta. Además, las herramientas recubiertas de PVD tienen una mejor resistencia al agrietamiento. Después de mediados de la década de 1990, los investigadores realizaron investigaciones sobre el tamaño del carburo, el contenido de aglutinante y los materiales de recubrimiento para herramientas de carpintería de carburo recubiertas con PVD. El tamaño de las partículas de carburo fue de 0,8, 1,2, 1,5 y 1,7 μm, respectivamente. Los contenidos de cobalto correspondientes fueron 3%, 4%, 6% y 10%, respectivamente; los materiales de recubrimiento fueron TiN, TiN-Ti (C,N)-TiN, respectivamente. El espesor del recubrimiento correspondiente al TiAlN 2 es de 3,5 μm, 5,5 μm y 3 μm, respectivamente, que se aplican sobre la cara de desprendimiento de la herramienta. Los resultados mostraron que el recubrimiento se desprendió en los tres materiales de recubrimiento, pero TiN y Ti (N, C, N) eran mucho más livianos que TiAlN 2 y la resistencia al desgaste de la herramienta con partículas finas y bajo contenido de cobalto aumentó en 10%. ~30%, pero el alto contenido de cobalto del recubrimiento de la herramienta reduce la resistencia al desgaste. El estudio también señaló que la baja adherencia del revestimiento es la razón principal del desconchado del revestimiento. 2 veces más vida útil de la herramienta en condiciones de corte. En el recubrimiento, el acabado de la superficie del recubrimiento se mejora con la tecnología de refinamiento de grano, de modo que la superficie del recubrimiento es suave, a fin de mejorar la capacidad de la herramienta recubierta para resistir la fricción y resistir la adhesión también es una dirección de desarrollo del recubrimiento. tecnología. Dureza y resistencia al desgaste, la superficie exterior de una capa de compuestos de titanio, la superficie del revestimiento es suave, la superficie del flanco es un revestimiento ultrasuave para garantizar la estabilidad del desgaste de la herramienta. El diamante tiene una dureza extremadamente alta y una excelente estabilidad química. Su resistencia al desgaste es de 100 a 250 veces mayor que la del carburo cementado. También tiene la capacidad de resistir ácidos y álcalis fuertes, pero su dureza es muy pobre. Si se utiliza como sustrato el material de herramienta más duro, aplique una capa de alta dureza, resistencia al desgaste e inercia química, de modo que la herramienta no solo tenga cierta resistencia y dureza, sino que también tenga buena resistencia al desgaste y al corte. Rendimiento, para cumplir con las características de desgaste de las herramientas de carpintería, el recubrimiento de diamante es un medio ideal de antidesgaste. explorado, pero la tasa de deposición fue lenta. Los diamantes sintéticos en fase gaseosa a baja presión se produjeron en la zona metaestable del diamante y en la fase estable de la fase de grafito. El grafito y el carbono amorfo se precipitan fácilmente. Por lo tanto, la inhibición de la formación y eliminación de grafito y carbono amorfo es la clave para las películas de diamante depositadas por vapor. A fines de la década de 1980, para reducir los costos y lograr la producción industrial, los métodos de deposición de alta velocidad, como los chorros de plasma de CC, se convirtieron en el método de más rápido crecimiento para la deposición de películas de diamante. Los experimentos de corte en tableros de partículas utilizando plaquitas de carburo recubiertas con película de diamante CVD con una cara de desprendimiento (espesor del recubrimiento de 20 μm) mostraron que el desconchado del recubrimiento era un inconveniente fatal. Mientras el recubrimiento no se despegue, el desgaste de la herramienta apenas cambia y se mantiene entre 40 y 50 μm. Las pruebas de fresado en MDF con insertos de indexación de carburo recubiertos de diamante mostraron que las películas de diamante tenían diferentes grados de pelado, pero la película sin pelar jugó una protección de "banco" y redujo el desgaste del material de la matriz, por lo que la herramienta La resistencia al desgaste ha aumentado casi 1 vez. Con la mejora del proceso y el equipo de recubrimiento, la fuerza de unión entre la película de diamante y el sustrato aumenta aún más y se controlará el desprendimiento de la película. En la actualidad, los materiales de carburo cementado recubiertos de diamante se han utilizado para fabricar herramientas para reforzar el piso, que se utilizan para cortar la capa resistente al desgaste de Al 2 O 3 en la superficie del piso reforzado. Sin embargo, la pureza de la película policristalina de diamante CVD es muy alta, la dureza (HV9000~10000) es cercana a la del diamante natural, y su maquinabilidad es muy pobre y es difícil procesarla mediante maquinado convencional o electrocorrosión. Por lo tanto, el material de aleación dura con recubrimiento de diamante es adecuado para la fabricación de hojas de indexado que no se vuelven a rectificar.Después de 2000, el rendimiento de las herramientas con recubrimiento de CVD de diamante se ha mejorado aún más. Los productos cubren herramientas indexables y herramientas de carburo sólido.4. Conclusión Los materiales de herramientas de corte de carburo se han convertido en los principales materiales de herramientas de corte en la industria de procesamiento de madera actual y ocuparán una posición importante en el corte y procesamiento de madera durante un largo período de tiempo en el futuro. Con la mejora continua de varias tecnologías de mejora del rendimiento de aleaciones duras y tecnologías de recubrimiento, el rendimiento de corte de los materiales de herramientas de corte de carburo continuará aumentando, y la industria de procesamiento de madera aplicará varias modificaciones a las características de corte de la madera y los materiales compuestos de madera. La tecnología de recubrimiento obtiene nuevos materiales, y las herramientas de aleación dura y aleación dura se seleccionan razonablemente para maximizar el rendimiento de corte, la calidad del producto y la eficiencia de producción de las herramientas de corte de carburo. Nuestras herramientas de trabajo de madera de carburo de tungsteno
Fuente: Meeyou Carbide

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