在 现代生产工程中，各种新型材料（包括金属和非金 属）的应用日益广泛。其中有不少材料是难加工 的。本文论述各种难加工材料的切削加工特点及其加工技术的新发展，对生产有一定指导作用。一 、现代难加工材料的种类随着航天航空工业、核工业、兵器工业、化学工业、电子工业以及现代化 机械工业的发展，对产品零部件材料的性能有着各种各样的特殊要求。有的在高温、高应力状态下 工作，有的要耐腐蚀、耐磨损，有的要能绝缘，有的则需有病导电率。故现代新的工程材料形形色 色，多种多样，不断涌现。不仅使用一般的碳素结构钢，而且使用了高强度钢、超高强度合金结构 钢、高锰钢和不锈钢；不仅使用一般的灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁，而且使用了合金耐磨铸铁和 冷硬铸铁；不仅使用黑色金属，而且使用了钛合金、铜合金、铝合金及其它有色金属，不仅使用一 般的铁碳合金，而且使用了多元合金如高温合金等，不仅使用以珠光体、铁索体为主的普通钢材， 而且使用了以索氏体、托民体为主的中硬钢和马氏体淬硬钢；不仅使用用冶炼方法制成的金属材料 ，而且使用了用粉末冶金和热喷涂等方法制成的金属零件；不仅大量使用生属材料，而且大量使用 了各种非金属材料，如石材、陶瓷、工程塑料、纤维增强材料等。在上述各种新工程材料中，有不 少是属于难切削的，即所谓“难加工材料”。难加工的原因一般是以下几个方面：（1）高硬度， （2）高强度，（3）高塑性和高韧性，（4）低塑性和高脆性，（5）低导热性，（6）有微观 的硬质点或硬夹杂物，（7）化学性质活泼。新工程材料的这些特性，一般都能使切削过程中的切 削力加大，切削温度升高，刀具耐用度下降，有时还将使已加工表面质量恶化，切屑难以控制，最 终则使加工效率和加工质量降低。机械加工工作者的任务是针对难加工材料的特点，提出对应的措 施，采用新的加工技术，保证所需的加工效率和加工质量。二、各种难加工材料的切削加工特点1 ．高强度和超高强度钢调质（淬火，中温回火）后a．＞1000MPa或a。ler1100M Pa的结构钢，称为高强度钢。调质后a．De1200Mp。或。。to1500Mp。的结构 钢，称为超高强度钢。在这类钢材中，凡含碳量在0．30～0．50％之间，合金元素总量不超 过6％的，为低合金高强度、超高强度钢，在生产中用得最多。还有合金元素含量较多的中合金、 高合金高强度与超高强度钢，它们的加工难度更大。高强度、超高强度钢的金相组织一般为索民体 和托氏体。与普通碳素结构钢相比，它们的硬度、强度较高（约比45钢高出一倍或一倍以上）， 冲击值较大，导热系数偏低，故切削力较大，切削温度较高。加工高强度、超高强度钢时，可选用 与加工普通碳素钢相同的刀具材料。根据粗加工、半精加工、精加工的要求，分别采用不同牌号的 YT类硬质合金，最好是添加银、锯的牌号。高速精加工时，应采用高T比含量的YT类合金，也 可采用YN类合金、涂层含金与AI。0。陶瓷。在工艺系统刚性允许的情况下，刀具的前角和主 偏角应较小，刀尖圆弧半径应较大。必须采用低于加工中碳五火锅的切削用量，尤其是切削速度。 2．高锰钢高锰钢典型牌号有Mn13、40Mn18Cr3、50Mn18Cr4等。经过水韧 处理，其金相组织为均匀的奥氏体。它的原始硬度虽不甚高，但其塑性和韧性特别高，加工硬化特 别严重。硬化后可达500HRW。它的导热系数很小，只为45钢的1八。切削力比加工中碳钢 时增大60％，切削温度很高。应选用硬度高，有一定韧性，导热系数较大，高温性能好的刀具材 料。一股，粗加工时应选用YG类和Yw类硬质合金，精加工时可用YW或YT14合金，用AI 。0。陶瓷刀具进行高速精加工效果很好。宜采用较小的前角和主编角，较大的后角，切削速度应 较低，进给量应较九3．淬硬钢和冷硬铸铁淬硬钢的组织为回欠马氏体，硬度可达HRC60X上 。塑性和导热系数均极低。冷硬铸铁的特点是铸铁表面经激冷而发生“白日”（组织为渗碳体加珠 光体），硬度亦达HRC52～60，其它性能与淬硬钢相近。宜采用YG类合金（YG类的弹性 模量大于yT类合金）。用AI。03或Si3N4基陶瓷刀具对’淬硬钢和冷硬铸铁进行精加工 、半精加工，效果比硬质合主好。刀具前角和主偏角应小，切削速度应低。穆加工时可用CBN刀 具。4．不锈钢和高温合金铁索体、马氏体不锈钢的切削加工并不太难。奥氏体不锈钢（如ICr 18NigTi）加工难度较大，它的原始硬度、强度都不太高，但塑性、韧性很高，加工硬化严 重，且有一定数量的硬质夹杂物，导热系数很小（为45钢的1／3），切削力较大，切谢温度较 高。高温合金的加工难度更大，其原始硬度、强度偏高，导热系数很小（为45钢的1／3～1／ 4），硬夹杂物多，加工硬化严重，切削力大，切削温度高。高温合金中含有许多高熔点合金元素 ，如Fe、Ti、Cr、Co、Ni、V、MO、W等，它们与非金属元素N、C’B等结合成比 重小、熔点高的高硬度化合物，还能形成有一定硬度和韧性的金属间化合物，这些都能加剧刀具的 磨损。加工不锈钢和高温合金都应采用YG类硬质合金，而不能用含Ti的YT类合金。采用适当 的刀具前角，切削速度应较低，进给量应较大。必要时也可采用高速钢D具。5．热喷涂材料利用 不同热源，将合金粉末（Ni基、F。基、CO基等）或陶瓷等材料加热至溶化状态，并在较大压 力和喷射速度下喷涂到工件表面上，从而形成一层牢固怕、耐高温、耐磨损的保护层。热喷涂材料 的成分、性能及加工性都与高温合金相似，硬度尤高，刀具材料及切削用量的选用原则亦与高温合 金相近。YC09硬质合金刀具加工热喷涂材料很有效。6．钦合金钛合金的导热系数极小（只有 45钢的1／6），化学性质活泼，易与大气中氧、氮等化合而形成硬脆物质，刀屑接触界面镶， 切削温度高，弹性模量小。只能采用YG类硬质合金。刀具前角应小，切削速度应低，进给量应较 大。必要时也可采用高速钢刀具。7．石材石材不仅是建筑材料，而且越来越多地用作机械工程材 料。石材都较硬，例如辉绿岩为HSS0，大理石为HS50，花岗岩达HS100以上。它们都 是抗压强度高，抗弯强度低，材质不如金属材料均匀。出粉状或粒状碎屑。一般用YG类硬质合金 加工，切割时常用金刚石镇齿锯片。8·工程塑料工程塑料的品种非常多，按其性质的不同可分为 热塑性塑料和热固性塑料两大类。前者有聚氯乙烯、聚丙烯、有机玻璃等，后者有胶水、玻璃钢等 。塑料的比重小，比强度高，耐磨损，抗腐蚀，不导电，具有良好的使用性能。它们的硬度、强度 虽然不高，但导热系数极小，只有碳钢的1／175～1／450，加工时容易引起烧伤和热变形 ，弹性模最小，不易保证加工尺寸。刀具材料一股选用YG类硬质合金或高速钢。9．复合材料和 纤维增强材料复合材料可以由金属、高聚物和陶瓷三者中任意两个人工合成。复合材料包括纤维增 强材料，有碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和Ke刊ar纤维（KFRP）等。纤维 增强材料的弹性模量和导热系数都很小，已加工表面易发生回弹、撕裂，产生毛刺，故表面质量不 易保证。切削力和表面粗糙度常因切削方向不同而变化。刀具材料也选用YG类硬质合金或高速钢 。新的难加工工程材料不仅是以上所提到的，还有其它的类型，如纯金属（纯铁、纯铜、纯谋）、 高比重合金以及陶瓷等等，它们的加工性也各有特色，此处从略。三、难加。材料切削技术的新发 展1．采用高性能的新刀具材料在难加工材料的切削加工中，刀具材料是最活跃的因素。新刀具材 料的出现和应用，有力地推动了难加工材料切削加工效率的提高。当前，新型高速钢有各种超硬高 速钢、粉末高速钢和涂层高速钢，切削性能比普通高速钢大力提高。新型硬质合金有各种添加钮、 能等元素的WC基合金、细晶粒超细晶粒的WC基合金、TIC基和Ti（C，N）基合金、涂层 和稀土硬质含金，还有热压复合陶瓷和超硬刀具材料CBN、金刚石等。可以分别用于切削各种难 加工材料。应注意工件、刀具材料的合理匹配。2．采用非常规的新切削方法上述各种新型刀具材 料仍是在常规的切削状态下工作的。但有时对具材料的性能尚不敷需要。例如，对于某些高硬度材 料的加工，新型硬质含金的硬度和耐磨性还嫌不足，因此不得不降低切削速度，加工效率不够高。 CBN和金刚石刀具硬度虽高，但强度不足，且金刚石不能加工黑色金属，政只能在一定的切削条 件下使用，因此应用范围不广。近年来，开发了多种非常规的新切削方法，在一定的条件下可以用 于难加工材料的加工，并可取得效益。（1）加热切削法一种是导电加热切削，即在工件和刀具的 回路中（工件必须是导电体）施加低电压（约SV）、大电流（约500A），利用刀具、工件间 及剪切面处的电阻使切削区产生热量，从而使局部工件材料的力学性能、接触和摩擦条件都发生变 化。另一种是等离子体加热切削，即用等离子弧对靠近刀尖将要被切除的工件材料进行加热，使其 硬度、强度降低，从而改善了切削条件。两种方法的效果相近。可较大幅度地降低切削力，可以消 除积屑瘤等现象，从而降低了表面粗糙度。在中速下切削刀具耐用度有明显提高。因此用这样的方 法用大切深、大送给加工硬材料是有效的。
BW Bewise Inc.
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.
留言列表
