Obróbka jest jednym z najbardziej podstawowych, najszerszych i najważniejszych procesów w przemyśle drzewnym, bezpośrednio wpływającym na wydajność produkcji, koszty przetwarzania i zużycie energii. Wraz z rozwojem technologii przemysłu drzewnego, coraz częściej stosuje się różne drewniane materiały kompozytowe, sklejkę, drewno, bambus bambusowy, w szczególności sklejkę papierową impregnowaną melaminą, sklejkę PVC, sklejkę wzmocnioną Al 2 O 3 i inne materiały. Do mebli, podłóg, paneli dachowych i elementów drewnianych. Materiały te są trudne do cięcia, proste operacje cięcia, konwencjonalna konstrukcja narzędzia i wspólne materiały narzędziowe są trudne lub niemożliwe do osiągnięcia. Ponadto, wraz z rozwojem technologii przemysłu drzewnego, sprzęt do produkcji sztucznych płyt, sprzęt produkcyjny, sprzęt do produkcji mebli itp. Zmierzają w kierunku wysokiego stopnia automatyzacji, pełnej funkcjonalności, szybkiego podawania i wysokiej wydajności produkcji. Oba postępy technologiczne przyczyniły się do rozwoju materiałów narzędzi skrawających i technologii produkcji. Niezależnie od tego, czy frez może wykonywać normalne cięcie, jakość cięcia jest dobra lub zła, a stopień trwałości jest ściśle związany z materiałem części tnącej frezu. Różnorodne zjawiska fizyczne w procesie cięcia, zwłaszcza zużycie narzędzia i charakter materiału narzędzia, mają wielkie znaczenie. Przy dozwolonej obrabiarce wydajność narzędzia zależy zasadniczo od wydajności cięcia, jaką może wykonać sam materiał. Wymagania dotyczące narzędzi do obróbki drewna to utrzymywanie ostrości narzędzia tnącego przez długi czas w warunkach dużej prędkości i warunków uderzenia. Z tego powodu materiał narzędzia do obróbki drewna musi mieć niezbędną twardość i odporność na zużycie, wystarczającą wytrzymałość i wytrzymałość oraz pewien stopień wykonania (np. Spawanie, obróbka cieplna, cięcie i szlifowanie) .1. Węglikowy materiał narzędziowy Węglik spiekany jest produktem metalurgii proszków wykonanym z bardzo sztywnego, ogniotrwałego węglika metalu (WC, TiC) spiekanego za pomocą Co, Ni itp. Jako spoiwa. Jego wydajność zależy głównie od rodzaju, wydajności, ilości, wielkości cząstek i ilości spoiwa węglika metalu. Twardość stopu twardego wynosi 74 ~ 81,5 HRC, a jego twardość maleje wraz ze wzrostem zawartości lepiszcza. Zawartość węglika spiekanego w wysokiej temperaturze w węgliku spiekanym przewyższa zawartość stali szybkotnącej, dlatego ma dobrą termoplastyczność i może wytrzymać temperatury cięcia do 800-1000 ° C. Twardość stali szybkotnącej w temperaturze pokojowej przekracza 600 ° C i przekracza twardość stali węglowej w temperaturze pokojowej w 1000 ° C. Narzędzia tnące do kompozytów drewnianych i drewnianych wykorzystują głównie węgliki spiekane YG z metalicznym kobaltem (Co) jako spoiwem i węglik wolframu (WC) jako fazę twardą. Chociaż w ostatnich latach pojawiły się różne nowe rodzaje materiałów do narzędzi skrawających, wraz z rozwojem automatyzacji w przemyśle płyt drewnopochodnych i przemyśle drzewnym, twarde stopy aluminium, które są materiałami wysoce odpornymi na zużycie, stały się główną obróbką drewna materiały na narzędzia i będą na długo. Wnętrze nadal będzie zajmować ważną pozycję w materiale narzędzia do cięcia drewna. Ponieważ węglik spiekany jest kruchym materiałem, jego wytrzymałość na zginanie wynosi około 1/4 do 1/2 tej zwykłej stali szybkotnącej, udarność wynosi około 1/30 do 1/4 zwykłej stali szybkotnącej, a krawędź tnąca nie można polerować jak stal szybkotnąca. Tak ostry, jak to konieczne, należy zbadać i opracować nowe techniki przygotowania materiałów, aby jeszcze bardziej poprawić i poprawić wydajność cięcia narzędzi z węglików spiekanych.2 Badania materiałów i narzędzi do cięcia narzędzi z węglików spiekanych Jako odporność na ścieranie i wytrzymałość materiałów narzędzi skrawających z węglików spiekanych nie są łatwo brane pod uwagę, użytkownicy mogą wybierać odpowiednie materiały narzędziowe spośród wielu gatunków węglików na podstawie określonych przedmiotów obróbki i warunków obróbki. To powoduje niedogodności związane z wyborem i zarządzaniem narzędziami z węglików spiekanych. W celu dalszej poprawy kompleksowej wydajności cięcia materiałów narzędzi skrawających z węglików spiekanych, obecne hotspoty badawcze koncentrują się głównie na następujących aspektach.2.1 Udoskonalenie ziarna Zmniejszając wielkość ziarna fazy twardej, zwiększając powierzchnię między ziarnami i wzmacniając wiązanie siła między ziarnami, wytrzymałość i odporność na ścieranie węglikowego materiału narzędzia skrawającego może być poprawiona. Gdy wielkość ziarna WC jest zmniejszona poniżej skali submikronowej, twardość, wiązkość, wytrzymałość i odporność na zużycie materiału można zwiększyć, a temperaturę wymaganą do pełnego zagęszczenia można również zmniejszyć. Wielkość ziarna zwykłego węglika spiekanego wynosi około 3 ~ 5 μm, wielkość ziaren drobnoziarnistego węglika spiekanego wynosi 1 ~ 1,5 μm, a wielkość ziarna ultradrobnoziarnistego węglika spiekanego może osiągnąć 0,5 μm lub mniej. W porównaniu ze zwykłymi twardymi stopami o tym samym składzie, bardzo drobnoziarniste węgliki mogą zwiększyć twardość o więcej niż 2HRA, a wytrzymałość na zginanie można zwiększyć o 600 ~ 800 MPa. Coraz częściej stosuje się węglik drobnoziarnisty.2.2 Powierzchniowa obróbka cieplna i cykliczna obróbka cieplna Obróbka azotowania, borowania itp. Na powierzchni twardego stopu o dobrej ciągliwości może skutecznie poprawić odporność na zużycie powierzchni. Ogólna obróbka cieplna twardych stopów o dobrej odporności na ścieranie, ale słaba wiązkość może zmienić skład i strukturę fazy spoiwa w materiale i zmniejszyć przyleganie twardej fazy WC, poprawiając w ten sposób wytrzymałość i wiązkość twardego stopu. Zastosowanie cyklicznego procesu obróbki cieplnej w celu złagodzenia lub wyeliminowania naprężeń między granicami ziaren może kompleksowo poprawić ogólną wydajność twardego stopu.2.3 Dodawanie rzadkich metali Dodanie TaC, NbC i innych rzadkich węglików metali do materiałów z węglików spiekanych pozwala dodatki do połączenia z istniejącą twardą fazą WC w celu utworzenia złożonej struktury stałego roztworu, która dodatkowo wzmacnia twardą strukturę fazową, a także hamuje twardą fazę. Wzrost ziarna, zwiększenie jednorodności organizacji i innych efektów znacznie poprawi ogólną wydajność węglika spiekanego. Ten typ węglika spiekanego z Ta (Nb) C dodany do standardu ISO węglików P, K i M.2.4 Dodawanie pierwiastków ziem rzadkichDodawanie niewielkiej ilości pierwiastków ziem rzadkich, takich jak tantal w materiale węglika spiekanego, może skutecznie poprawić wytrzymałość i wytrzymałość materiału na zginanie, a także odporność na zużycie są również poprawione. Dzieje się tak dlatego, że pierwiastek ziem rzadkich może wzmocnić fazę twardą i fazę spoiwa, oczyścić granicę ziaren i poprawić zwilżalność stałego roztworu węglika do fazy spoiwa. Stopy węglikowe zawierające pierwiastki ziem rzadkich są najbardziej odpowiednie do obróbki zgrubnej i są szczególnie odpowiednie do cięcia i obróbki drewnianych i drewnianych materiałów kompozytowych. Zasoby ziem rzadkich w Chinach są obfite, a takie narzędzia tnące z węglików mają szerokie perspektywy zastosowania. Obecnie materiały narzędzi skrawających z węglików rozwijają się w dwóch kierunkach. Z jednej strony, odpowiednia powierzchnia marek ogólnego przeznaczenia staje się coraz szersza, a wszechstronność staje się coraz silniejsza; Z drugiej strony, marki specjalnego przeznaczenia są coraz bardziej ukierunkowane i bardziej elastyczne. Charakter przetwarzanego materiału i warunki cięcia, aby osiągnąć cel poprawy wydajności cięcia.3. Powlekany węglik W twardym, twardym podłożu z węglika, warstwa może być nakładana za pomocą CVD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej), PVD (fizyczne osadzanie z fazy gazowej), PVCD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej), HVOF (szybkie powlekanie termiczne), itp. Bardzo cienkie odporne na zużycie związki metali, takie jak TiN, TiC i inne materiały. Wysoka twardość TiC (HV3200), dobra odporność na zużycie, więc grubość powłoki wynosi zazwyczaj 5 ~ 7μm. Niska twardość TiN (HV1800 ~ 2100) ma niską siłę wiązania z podłożem, ale ma dobrą przewodność cieplną i wysoką ciągliwość. Grubość powłoki może osiągnąć 8 ~ 12μm, a wytrzymałość podłoża można połączyć z odpornością powłoki na zużycie. W celu poprawy ogólnej wydajności narzędzi skrawających z węglików spiekanych. Pokryte węglikowe narzędzie tnące ma dobrą odporność na ścieranie i odporność na ciepło i jest szczególnie odpowiednie do cięcia z dużą prędkością. Ze względu na wysoką trwałość i wszechstronność, może być stosowany do zmniejszenia liczby zmian narzędzi, gdy jest stosowany w małych partiach i odmianach elastycznej obróbki automatycznej. Czasy poprawiają wydajność przetwarzania. Powlekane narzędzia z węglika spiekanego mają wysoką odporność na zużycie kraterowe, stabilny kształt ostrza i kształt rowka, efekt łamania wiórów i inne parametry cięcia, które sprzyjają automatycznej kontroli procesu przetwarzania. Po pasywacji i udoskonaleniu podłoża powlekanego narzędzia skrawającego z węglika spiekanego, dokładność wymiarowa jest wysoka, co może spełnić wymagania automatycznej obróbki do dokładności pozycjonowania zmiany narzędzia. Powyższe cechy określają, że powlekane narzędzia z węglików spiekanych są szczególnie odpowiednie do zautomatyzowanego sprzętu do przetwarzania, takiego jak FMS (Flexible Manufacturing System), CIMS (Computer Integrated Manufacturing System). Jednak stosowanie metod powlekania nadal nie rozwiązuje zasadniczo problemu słabej wiązkości i odporności na uderzenia materiałów matrycy z węglika spiekanego. Stwierdzono, że gdy piły z węglika spiekanego pokryte TiN były używane do piłowania zębów, wydajność zużycia powierzchni natarcia zębów piły została poprawiona. Test cięcia piłą do drewna pokrytą PVD udowadnia, że gdy WC pokryte powłoką TiN są twarde brzeszczot ze stopu (wstępna powłoka powierzchni zęba) piłuje twardą płytę pilśniową, zmniejsza się zużycie zębów piły. Jednakże wyższa temperatura powłoki CVD powoduje tworzenie kruchej fazy wiążącej między podłożem a powłoką. Powłoka na krawędzi tnącej szybko odrywa się pod wpływem naprężeń szczątkowych powłoki, ciepła cięcia i siły cięcia. W porównaniu z metodą CVD, temperatura powłoki PVD jest niska, dlatego narzędzie do powlekania PVD może uzyskać lepszą strukturę powłoki i wysoką twardość powłoki, poprawiono również ostrość krawędzi narzędzia. Ponadto narzędzia powlekane PVD mają lepszą odporność na pękanie. Po połowie lat 90. naukowcy przeprowadzili badania nad wielkością węglika, zawartością spoiwa i materiałami powłokowymi do narzędzi do obróbki drewna z węglika pokrytego PVD. Wielkość cząstek węglika wynosiła odpowiednio 0,8, 1,2, 1,5 i 1,7 μm. Odpowiednie zawartości kobaltu wynosiły odpowiednio 3%, 4%, 6% i 10%; materiałami powlekającymi były odpowiednio TiN, TiN-Ti (C, N) -TiN. Grubość powłoki odpowiadającej TiAlN2 wynosi odpowiednio 3,5 μm, 5,5 μm i 3 μm, które są nakładane na powierzchnię natarcia narzędzia. Wyniki pokazały, że powłoka odrywała się we wszystkich trzech materiałach powłokowych, ale TiN i Ti (N, C, N) były znacznie lżejsze niż TiAlN 2, a odporność na zużycie narzędzia z drobnymi cząstkami i niską zawartością kobaltu wzrosła o 10% . ~ 30%, ale wysoka zawartość kobaltu w powłoce narzędzia zmniejsza odporność na zużycie. Badanie wykazało również, że niska przyczepność powłoki jest głównym powodem odpryskiwania powłoki. 2 razy dłuższa żywotność narzędzia w warunkach cięcia. W powłoce wykończenie powierzchni powłoki jest ulepszone dzięki technologii rozdrabniania ziarna, tak że powierzchnia powłoki jest gładka, aby poprawić zdolność powlekanego narzędzia do wytrzymywania tarcia i jest odporna na przyczepność, co jest również kierunkiem rozwoju powłoki technologia. Wytrzymałość i odporność na ścieranie, zewnętrzna powierzchnia warstwy związków tytanu, powierzchnia powłoki jest gładka, powierzchnia boczna jest ultra gładką powłoką, aby zapewnić stabilność zużycia narzędzia. Diament ma wyjątkowo wysoką twardość i doskonałą stabilność chemiczną. Odporność na ścieranie jest od 100 do 250 razy większa niż w przypadku węglika spiekanego. Ma także odporność na silne kwasy i zasady, ale jego wytrzymałość jest bardzo słaba. Jeśli twardszy materiał narzędzia jest używany jako podłoże, nałóż warstwę o wysokiej twardości, odporności na ścieranie i obojętności chemicznej, tak aby narzędzie nie tylko miało pewną wytrzymałość i wiązkość, ale także dobrą odporność na ścieranie i cięcie. Wydajność, aby spełnić cechy zużycia narzędzi do obróbki drewna, powłoka diamentowa jest idealnym środkiem anty-odzieżowym. W latach 50. XX wieku, podczas opracowywania wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych syntetycznych diamentów, niskociśnieniowe diamenty syntetyczne w fazie gazowej również były zbadano, ale tempo depozycji było powolne. Niskociśnieniowe syntetyczne diamenty w fazie gazowej wytworzono w metastabilnej strefie diamentu i stabilnej fazie fazy grafitowej. Grafit i bezpostaciowy węgiel łatwo się wytrącają. Dlatego hamowanie tworzenia i usuwania grafitu i bezpostaciowego węgla jest kluczem do osadzania par diamentów. Pod koniec lat 80-tych, w celu obniżenia kosztów i osiągnięcia produkcji przemysłowej, metody szybkiego osadzania, takie jak dysze plazmowe DC, stały się najszybciej rozwijającą się metodą osadzania filmu diamentowego. Doświadczenia cięcia na płytach wiórowych z zastosowaniem płytek węglikowych z powłoką diamentową CVD z powierzchnią natarcia (grubość powłoki 20 μm) wykazały, że odpryskiwanie powłoki było śmiertelną wadą. Dopóki powłoka nie odkleja się, zużycie narzędzia prawie się nie zmienia i utrzymuje się na poziomie 40 do 50 μm. Testy frezowania MDF z diamentowymi wkładkami indeksującymi pokrytymi diamentem wykazały, że folie diamentowe miały różne stopnie łuszczenia, ale nieobrana folia odgrywała „bankową” ochronę i zmniejszała zużycie materiału matrycy, a zatem narzędzie Odporność na zużycie wzrosła prawie 1 razy. Wraz z ulepszeniem procesu powlekania i wyposażenia, siła wiązania pomiędzy folią diamentową a podłożem jest dalej zwiększana i obieranie folii będzie kontrolowane. Obecnie do wytwarzania narzędzi do wzmacniania podłogi stosuje się materiały z węglika spiekanego pokryte diamentem, które są używane do cięcia odpornej na zużycie warstwy Al 2 O 3 na powierzchni wzmocnionej podłogi. Jednakże czystość diamentowej folii polikrystalicznej CVD jest bardzo wysoka, twardość (HV9000 ~ 10000) jest zbliżona do twardości naturalnego diamentu, a jej obrabialność jest bardzo słaba i trudno jest ją przetwarzać za pomocą konwencjonalnej obróbki skrawaniem lub elektrorozji. W związku z tym materiał ze stopów twardych pokryty diamentem nadaje się do wytwarzania ostrzy indeksujących, które nie są regranulowane. Po roku 2000 wydajność diamentowych narzędzi pokrytych CVD uległa dalszej poprawie. Produkty obejmują narzędzia wymienne i narzędzia pełnowęglikowe.4. Wnioski Materiały narzędziowe do cięcia węglikowego stały się głównymi materiałami do narzędzi skrawających w obecnym przemyśle obróbki drewna i będą zajmować ważną pozycję w dziedzinie cięcia i obróbki drewna przez długi czas w przyszłości. Dzięki ciągłemu ulepszaniu różnych technologii poprawy wydajności twardych stopów i technologii powlekania, wydajność cięcia materiałów narzędzi skrawających z węglików będzie nadal wzrastać, a przemysł obróbki drewna zastosuje różne modyfikacje właściwości cięcia drewna i drewnianych materiałów kompozytowych. Technologia powlekania uzyskuje nowe materiały, a narzędzia ze stopów twardych i stopów twardych są odpowiednio dobrane, aby zmaksymalizować wydajność cięcia, jakość produktu i wydajność produkcji narzędzi skrawających z węglika. Nasze narzędzia do obróbki drewna z węglika wolframu
Źródło: Meeyou Carbide

Dodaj komentarz

pl_PLPolski