Hård legering. Varumärken, egenskaper, tillämpning. Hårdmetallverktyg. De bästa anslutningarna för bearbetning av hårda material Waterjet -skärning: fördelar och funktioner

Instrumentmaterial är de vars huvudsakliga syfte är att utrusta instrumentets arbetsdel. Dessa inkluderar verktygskol, legering och höghastighetsstål, hårda legeringar, mineralkeramik, superhårda material.

Grundläggande egenskaper hos verktygsmaterial

Verktygsmaterial

Värmebeständighet 0 С

Böjhållfasthet, MPa

Mikrohårdhet, .V

Värmekonduktivitetskoefficient, W / (mChK)

Kolstål

Legerat stål

Höghastighetsstål

Hård legering

Mineraloceramics

Kubisk nitrid

8.1. Verktygsstål.

Genom kemisk sammansättning, legeringsgrad, är verktygsstål uppdelade i verktygskol, verktygslegerat och höghastighetsstål. De fysiska och mekaniska egenskaperna hos dessa stål vid normala temperaturer är ganska nära, de skiljer sig åt i värmebeständighet och härdbarhet under släckning.

I legerade verktygsstål är massinnehållet i legeringselement otillräckligt för att binda allt kol till karbider; därför är värmebeständigheten för stål i denna grupp bara 50-100 0 C högre än värmebeständigheten för kolverktygsstål. I höghastighetsstål tenderar de att binda allt kol till karbider av legeringselement, samtidigt som det eliminerar möjligheten att bilda järnkarbider. På grund av detta sker mjukning av höghastighetsstål vid högre temperaturer.

Verktygskol (GOST 1435-74) och legerat (GOST 5950-73) stål. De huvudsakliga fysiska och mekaniska egenskaperna för verktygskol och legerat stål anges i tabellerna. Verktygs kolstål betecknas med bokstaven U, följt av ett tal som karaktäriserar kolinnehållet i stålet i tiondelar procent. Så i stålkvalitet U10 är masshalten av kol en procent. Bokstaven A i beteckningen motsvarar stål av hög kvalitet med en minskad massa av föroreningar.

Kemisk sammansättning kolverktygsstål

stål grad

fosfor - 0,035%, krom - 0,2%

nickel - 0,25%, koppar - 0,25%

Fosfor - 0,03%, krom - 0,15%

koppar - 0,2%

I verktygslegeringsstål karakteriserar den första siffran massinnehållet i kol i tiondelar av en procent (om det inte finns någon siffra är kolhalten i den upp till en procent). Bokstäverna i beteckningen anger innehållet i motsvarande legeringselement: G - mangan, X - krom, C - kisel, B - volfram, F - vanadin, och siffrorna anger elementets procentandel. Verktygslegerade stål med djup härdbarhet av graderna 9ХС, ХВСГ, Х, 11Х, ГВГ kännetecknas av små deformationer under värmebehandling.

Den kemiska sammansättningen av låglegerade verktygsstål

stål grad

e 0,4

e 0,3

e 0,35

e 0,3

Anmärkningar:

B1 låglegerat stålkemi är inställd på att behålla fördelarna med kolstål genom att förbättra härdbarheten och minska känsligheten för överhettning
Ståltyp 5В5 har ökad hårdhet (HRC upp till 70) på grund av det höga kolinnehållet och det minskade manganinnehållet
Kromstål av typ X tillhör stål med ökad härdbarhet
Stål legerade med mangantyp 9XC är motståndskraftiga mot minskning av hårdhet vid härdning

Dessa material har begränsade användningsområden: kolämnen används huvudsakligen för tillverkning av låssmedverktyg och legerade - för gängning, träbearbetning och långa verktyg (CVG) - brocher, brotsch etc.

8.2. Höghastighetsstål (GOST 19265-73)

Den kemiska sammansättningen och hållfasthetsegenskaperna för dessa ståls huvudkvaliteter anges i tabellerna. Höghastighetsstål betecknas med bokstäver som motsvarar karbidbildande och legeringselement: P - volfram, M - molybden, F - vanadium, A - kväve, K - kobolt, T - titan, C - zirkonium). Bokstaven följs av en siffra som anger elementets genomsnittliga massainnehåll i procent (kromhalten på cirka 4 procent anges inte i beteckningen betyg).

Siffran i början av stålbeteckningen indikerar kolhalten i tiondelar procent (till exempel innehåller 11R3AM3F2 -stål cirka 1,1% C; 3% W; 3% Mo och 2% V). Skäregenskaperna för höghastighetsstål bestäms av volymen av de huvudsakliga hårdmetallformande elementen: volfram, molybden, vanadin och legeringselement-kobolt, kväve. Vanadin, på grund av dess låga massinnehåll (upp till 3%), tas vanligtvis inte med i beräkningen, och stålets skärningsegenskaper bestäms i regel av en volframekvivalent lika med (W + 2Mo)%. I prislistorna för höghastighetsstål utmärks tre grupper av stål: stål i den första gruppen med en volframekvivalent på upp till 16% utan kobolt, stål i den andra gruppen - upp till 18% och en kobolthalt på cirka 5%, 2 hundra eller den tredje gruppen - upp till 20%och en kobolthalt på 5-10%. Följaktligen skiljer sig också skäregenskaperna hos dessa grupper av stål.

Den kemiska sammansättningen av höghastighetsstål

stål grad

e 0,5

Den kemiska sammansättningen av gjutna höghastighetsstål

stål grad

Förutom de vanliga används också speciella höghastighetsstål, som till exempel innehåller titankarbonitrider. Den höga hårdheten hos ämnena i dessa stål, bearbetningens komplexitet bidrar emellertid inte till utbredd användning. Pulver höghastighetsstål R6M5-P och R6M5K5-P används vid bearbetning av svårbearbetade material. De höga skäregenskaperna hos dessa stål bestäms av en speciell finkornig struktur, vilket bidrar till ökad hållfasthet, minskad krökningsradie för skärkanten, förbättrad bearbetbarhet genom skärning och särskilt slipning. För närvarande pågår industriella tester för volframfria höghastighetsstål med ett högt innehåll av olika legeringselement, inklusive aluminium, malibden, nickel och andra.

En av de betydande nackdelarna med höghastighetsstål är associerad med hårdmetallheterogenitet, d.v.s. med en ojämn fördelning av hårdmetaller över arbetsstyckets sektion, vilket i sin tur leder till ojämn hårdhet hos verktygets skärblad och dess slitage. Denna nackdel saknas i pulver och maraging (med en kolhalt av mindre än 0,03%) höghastighetsstål.

stål grad	Ungefärligt syfte och tekniska funktioner
	Kan användas för alla typer av skärverktyg vid bearbetning av vanliga byggmaterial. Har hög tillverkningsförmåga.
	För ungefär samma ändamål som P18 -stål. Dåligt polerad.
	För verktyg med enkel form som inte kräver en stor mängd slipoperationer; används för bearbetning av vanliga byggmaterial; har ökat plasticiteten och kan användas för tillverkning av verktyg genom plastiska deformationsmetoder; minskad slipbarhet.
	För alla typer av skärverktyg. Kan användas för verktyg med chockbelastningar; ett smalare intervall av släckningstemperaturer än R18 -stålets, en ökad tendens till avkolning.
	Efterbehandlings- och halvfinishverktyg / formade skär, brotsch, brocher etc. / vid bearbetning av konstruktionsstål.
	Samma som R6M5 -stål, men i jämförelse med R6M -stål har det en något högre hårdhet och lägre hållfasthet.
	De används för tillverkning av verktyg med en enkel form som inte kräver en stor mängd slipoperationer. Rekommenderas för bearbetning av material med ökade slipegenskaper / glasfiber, plast, ebonit etc. / för efterbehandlingsverktyg som arbetar med medelhöga skärhastigheter och små tvärsnitt; minskad slipbarhet.
	För efterbehandlings- och halvfinishverktyg som arbetar med medelhöga skärhastigheter; för material med ökade slipegenskaper; rekommenderas istället för stål R6F5 och R14F4, som stål med bättre slipbarhet med ungefär samma skäregenskaper.
R9M4K8, R6M5K5	För bearbetning av höghållfasta rostfria, värmebeständiga stål och legeringar vid ökad uppvärmning av framkant; slipbarhet är något reducerad.
R10K5F5, R12K5F5	För bearbetning av höghållfasta och hårda stål och legeringar; material med ökade slipande egenskaper; slipbarheten är låg.
	För bearbetning av stål och legeringar med ökad hårdhet; vibrationsfri efterbehandling och halvfinish; minskad slipbarhet.
	För verktyg med enkel form vid bearbetning av kol- och legeringsstål med en hållfasthet på högst 800 MPa.
R6M5K5-MP, R9M4K8-MP (pulver)	För samma ändamål som stål R6M5K5 och R9M4K8; har bättre slipbarhet, är mindre deformerade under värmebehandling, har större styrka, visar mer stabila prestandaegenskaper.

8.3. Hårda legeringar (GOST 3882-74)

Hårda legeringar innehåller en blandning av korn av karbider, nitrider, karbonitrider av eldfasta metaller i bindemedel. Standardkvaliteter av hårda legeringar tillverkas på basis av volfram, titan, tantalkarbider. Kobolt används som bindemedel. Sammansättningen och de grundläggande egenskaperna hos vissa kvaliteter av hårda legeringar för skärverktyg visas i tabellen.

Fysiska och mekaniska egenskaper hos en-, två- och trekarbidhårdlegeringar

Sammansättningens fysikaliska och mekaniska egenskaper hos volframfria hårda legeringar

Beroende på karbidfasens sammansättning och bindemedlet innehåller beteckningen på hårda legeringar bokstäver som karaktäriserar karbidbildande element (B - volfram, T - titan, andra bokstaven T - tantal) och ett bindemedel (bokstav K - kobolt). Massfraktionen av karbidbildande element i monokarbidlegeringar som endast innehåller volframkarbid bestäms av skillnaden mellan 100% och massfraktionen av bindemedlet (talet efter bokstaven K), till exempel innehåller VK4-legeringen 4% kobolt och 96% WC. I tvåkarbid WC + TiC-legeringar bestäms siffran efter bokstaven för det hårdmetallformande elementet massfraktion karbider av detta element, nästa figur är massfraktionen av bindemedlet, resten är massfraktionen av volframkarbid (till exempel innehåller T5K10 -legeringen 5% TiC, 10% Co och 85% WC).

I trekarbidlegeringar betyder siffran efter bokstäverna massfraktionen av titan- och tantalkarbider. Siffran bakom bokstaven K är massfraktionen av bindningen, resten är massfraktionen av volframkarbid (till exempel innehåller TT8K6 -legeringen 6% kobolt, 8% titan- och tantalkarbider och 86% volframkarbid).

Vid metallbearbetning skiljer ISO -standarden tre grupper av hårdmetallskärverktyg: grupp P - för bearbetning av material som ger dräneringsflis; grupp K - spruckna spån och grupp M - för bearbetning olika material(universella hårda legeringar). Varje område är indelat i grupper och undergrupper.

Hårda legeringar produceras i allmänhet i form av plattor av olika former och noggrannhet: lödda (limmade) - i enlighet med GOST 25393-82 eller utbytbara mångfacetterade - i enlighet med GOST 19043-80 - 19057-80 och andra standarder.

Mångsidiga skär tillverkas både av standardkvaliteter av hårda legeringar och av samma legeringar med enskikts- eller flerlagers superhård beläggningar av TiC, TiN, aluminiumoxid och andra kemiska föreningar. Belagda plattor har ökad hållbarhet. Till beteckningen av plattor från standardkvaliteter av hårda legeringar belagda med titanitrider lägg till-märkningen av bokstäverna KIB (TU 2-035-806-80) och till beteckningen av legeringar enligt ISO-bokstaven C.

Tallrikar tillverkas också av speciallegeringar (till exempel enligt TU 48-19-308-80). Legeringar i denna grupp (grupp "MC") har högre skäregenskaper. Legeringsbeteckningen består av bokstäverna MC och ett tresiffrigt (för obelagda plattor) eller fyrsiffriga (för titankarbidbelagda plattor) nummer:

Den första siffran i beteckningen motsvarar användningsområdet för legeringen enligt ISO -klassificeringen (1 - bearbetning av material som ger dräneringsflis; 3 - bearbetning av material som ger sprickor; 2 - bearbetningsområde som motsvarar area M enligt ISO);

Den andra och tredje siffran karakteriserar undergruppen för tillämplighet och den fjärde siffran - förekomsten av täckning. Till exempel MC111 (analog av standard T15K6), MC1460 (analog av standard T5K10), etc.

Förutom färdiga plattor tillverkas även arbetsstycken enligt OST 48-93-81; beteckningen av ämnen är densamma som för färdiga tallrikar, men med tillägg av bokstaven Z.

Volframfria hårda legeringar används flitigt som material som inte innehåller knappa element. Wolframfria legeringar levereras i form av färdiga plattor i olika former och storlekar, noggrannhetsgrader U och M, samt plattämnen. Användningsområdena för dessa legeringar liknar de för tvåkarbidkarbidlegeringar under stötfri belastning.

	Det söks
	Fin svarvning med ett litet snitt, slutgängning, brotschning och andra liknande typer av bearbetning av grått gjutjärn, icke-järnmetaller och deras legeringar och icke-metalliska material (gummi, fiber, plast, glas, glasfiber, etc.). Skärplåtglas
	Ytbehandling (svarvning, uttråkning, tappning, brotschning) av hårda, legerade och blekta gjutjärn, hårdhärdade och härdade stål och mycket slipande icke-metalliska material.
	Grov svarvning med ojämnt snitt, grov och fin fräsning, brotschning och uttråkning av normala och djupa hål, grov försänkning vid bearbetning av gjutjärn, icke-järnmetaller och legeringar, titan och dess legeringar.
	Efterbehandling och halvfärgning av hårda, legerade och blekta gjutjärn, härdade stål och vissa kvaliteter av rostfria höghållfasta och värmebeständiga stål och legeringar, särskilt legeringar baserade på titan, volfram och molybden (svarvning, tråkning, brotschning, gängning, skrapa).
	Medium bearbetning av värmebeständiga stål och legeringar, rostfritt stål austenitisk kvalitet, specialgjutjärn, härdat gjutjärn, hårt brons, lättmetalllegeringar, slipande icke-metalliska material, plast, papper, glas. Bearbetning av härdat stål, samt råkol och legerat stål med tunna snittpartier vid mycket låga skärhastigheter.
	Efterbehandling och halvfabrikering, borrning, fräsning och borrning i grått och segjärn samt blekt gjutjärn. Kontinuerlig svarvning med små tvärsnitt av stålgjutgods, höghållfasta, rostfria stål, inklusive härdade. Bearbetning av legeringar av icke-järnmetaller och vissa kvaliteter titanlegeringar vid skärning med små och medelstora sektioner.
	Grov och halv grov svarvning, preliminär gängning med svarvverktyg, halvfabrikering av fasta ytor, brotschning och borrning av hål, försänkning av grått gjutjärn, icke-järnmetaller och deras legeringar och icke-metalliska material.
	Grovt flöde med ojämnt snitt och avbruten skärning, hyvling, grovfräsning, borrning, grov brotschning, grov försänkning av grått gjutjärn, icke-järnmetaller och deras legeringar och icke-metalliska material. Bearbetning av rostfria, höghållfasta och värmebeständiga hårdbearbetade stål och legeringar, inklusive titanlegeringar.
	Grovning och halvbearbetning av hårda, legerade och blekta gjutjärn, vissa kvaliteter av rostfritt, höghållfast och värmebeständigt stål och legeringar, särskilt legeringar baserade på titan, volfram och molybden. Tillverkning av vissa typer av monolitiska verktyg.
	Borrning, försänkning, brotschning, fräsning och kuggning av stål, gjutjärn, några svårbearbetade material och icke-metaller med hårdmetall, små verktyg. Skärverktyg för träbearbetning. Fin svarvning med en liten snittsektion (t pa diamantskärning); knackning och brotschning av oherdat och härdat kolstål.
	Halv grov svarvning med kontinuerlig skärning, efterbehandlingssvarvning med avbrutna snitt, tappning med svarvverktyg och roterande huvuden, halvfabrikation och efterfräsning av fasta ytor, brotschning och utborrning av förbearbetade hål, efterbehandling av försänkning, brotschning och andra liknande typer av bearbetning av kol och legerat stål.
	Grov svarvning med ojämnt snittparti och kontinuerlig skärning, halvfabrikat och avslutande svarvning med avbruten skärning; grovfräsning av fasta ytor; brotschning av gjutna och smidda hål, grov försänkning och andra liknande typer av bearbetning av kol- och legeringsstål.
	Grov svarvning med en ojämn snittdel och avbruten skärning, formad svarvning, skärning med svarvverktyg; hyvling; grovfräsning av intermittenta ytor och andra typer av bearbetning av kol- och legeringsstål, främst i form av smide, stansning och gjutgods för skorpa och skala.
	Kraftig grov svarvning av stålsmältningar, stansningar och gjutgods på en skorpa med skal i närvaro av sand, slagg och olika icke-metalliska inneslutningar, med ett ojämnt snittparti och förekomst av stötar. Alla typer av hyvling av kol och legerat stål.
	Kraftig grov vändning av stålsmältningar, stansningar och gjutgods på en skorpa med skal i närvaro av sand, slagg och olika icke-metalliska inneslutningar med ett enhetligt snittparti och förekomst av stötar. Alla typer av hyvling av kol och legerat stål. Kraftig grovfräsning och kol- och legeringsstål.
	Grovbearbetning och halvbearbetning av vissa kvaliteter av svårbearbetade material, rostfritt stål av austenitisk klass, lågmagnetiska stål och värmebeständiga stål och legeringar, inklusive titan.
	Fräsning av stål, särskilt fräsning av djupa spår och andra typer av bearbetning som ställer ökade krav på legeringens motståndskraft mot termiska mekaniska cykliska belastningar.

8.4. Mineralkeramik (GOST 26630-75) och superhårda material

Mineralkeramiska verktygsmaterial har hög hårdhet, värme och slitstyrka. De är baserade på aluminiumoxid (kiseloxid) - oxidkeramik eller en blandning av kiseloxid med karbider, nitrider och andra föreningar (cermets). De viktigaste egenskaperna och användningsområdena för olika kvaliteter av mineralkeramik ges i tabellen. Formerna och storlekarna på utbytbara mångfacetterade keramiska plattor bestäms av standarden GOST 25003-81 *.

Förutom traditionella oxideramiker och kermeter används oxid-nitridkeramik i stor utsträckning (till exempel keramik av "cortinit" -grad (en blandning av korund eller aluminiumoxid med titanitrid) och kiselnitridkeramik-"silinit- R ".

Fysiska och mekaniska egenskaper hos verktygskeramik

Bearbetat material	Hårdhet	Keramiskt märke
Gjutjärn grå		VO-13, VSh-75, TsM-332
Formbart gjutjärn		VSh-75, VO-13
Blekat gjutjärn		VOK-60, ONT-20, V-3
Strukturellt kolstål		VO-13, VSh-75, TsM-332
Konstruktionslegerat stål		VO-13, VSh-75, TsM-332
Raffinerat stål		VSh-75, VO-13, VOK-60 Silinit-R
Casehärdat stål		VOK-60, ONT-20, V-3
Casehärdat stål		VOK-60, V-3, ONT-20
Kopparlegeringar
Nickellegeringar		Silinit-R, ONT-20

Syntetiska superhårda material tillverkas antingen på basis av kubisk bornitrid - CBN, eller på basis av diamanter.

Material i CBN -gruppen har hög hårdhet, slitstyrka, låg friktionskoefficient och inertitet mot järn. De viktigaste egenskaperna och de effektiva användningsområdena visas i tabellen.

Fysiska och mekaniska egenskaper hos STM baserat på CBN

I senare tid denna grupp innehåller också material som innehåller Si-Al-O-N ( varumärke"sialon"), baserat på kiselnitrid Si3N4.

Syntetiska material levereras i form av ämnen eller färdiga ersättningsplattor.

På grundval av syntetiska diamanter är sådana märken kända som ASB - syntetiska diamant "ballas", ASPK - syntetiska diamanter "carbonado" och andra. Fördelarna med dessa material är hög kemikalie- och korrosionsbeständighet, minimal krökningsradie för bladen och friktionskoefficienten med det bearbetade materialet. Diamanter har dock betydande nackdelar: låg böjhållfasthet (210-480 MPa); reaktivitet mot några av fetterna i kylvätskan; upplösning i järn vid temperaturer på 750-800 C, vilket praktiskt taget utesluter möjligheten att använda dem för bearbetning av stål och gjutjärn. Främst används polykristallina syntetiska diamanter för bearbetning av aluminium, koppar och deras legeringar.

Syfte med STM baserat på kubisk bornitrid

Materialkvalitet	Applikationsområde
Komposit 01 (Elbor R)	Tunn och slutlig svarvning utan slag och ytfräsning av härdat stål och gjutjärn av någon hårdhet, hårdmetalllegeringar (Co => 15%)
Komposit 03 (Ismit)	Efterbehandling och halvfinering av härdat stål och gjutjärn av vilken hårdhet som helst
Komposit 05	Vändning före och slut utan påverkan på härdat stål (HRC e<= 55) и серого чугуна, торцовое фрезерование чугуна
Komposit 06	Avsluta svarvning av härdat stål (HRC e<= 63)
Komposit 10 (Hexanite R)	Preliminär och slutlig svarvning med och utan påverkan, ytfräsning av stål och gjutjärn av vilken hårdhet som helst, hårda legeringar (Co => 15%), avbruten svarvning, bearbetning av svetsade delar.
	Grovbearbetning, halvbearbetning och finbearbetning och fräsning av gjutjärn av vilken hårdhet som helst, svarvning och borrning av stål och kopparbaserade legeringar, skärning längs gjuthuden
Komposit 10D
	Preliminär och slutlig svarvning, inklusive med slag, av härdat stål och gjutjärn av vilken hårdhet som helst, slitstark plasmaklädning, ytfräsning av härdat stål och gjutjärn.

En högteknologisk och komplex process som kräver specialutrustning och specialverktyg. Detta beror på det faktum att sådana legeringar har hög elasticitet och styrka och därför starkt motstår skärning, borrning, slipning och andra mekaniska behandlingar. Samtidigt beror kvaliteten på motsvarande process till stor del på metallens egenskaper och korrekt val av skärverktyget.

Egenskaper hos hårda legeringar

Hårdbearbetade metaller inkluderar värmebeständiga och rostfria stål och legeringar. Dessa material representerar en fast lösning av austenitisk klass; därför kännetecknas de av sådana egenskaper som hög korrosionsbeständighet, förmåga att arbeta i ett stressat tillstånd under lång tid och motståndskraft mot kemisk förstörelse. Dessutom kännetecknas vissa typer av dessa metaller av en struktur med hög dispersion. På grund av detta sker glidprocessen praktiskt taget inte.

Behandlingen är också komplicerad av följande skäl:

vid skärning härdas materialet;
legeringar av denna karaktär har låg värmeledningsförmåga, och därför börjar kontaktdelen av arbetsstycket och verktyget stelna;
den ursprungliga styrkan bibehålls även vid mycket höga temperaturer;
legeringars höga nötningsförmåga leder till bildandet av inneslutningar som påverkar verktyget negativt;
Metallernas vibrationsmotstånd orsakas av skärningsprocessens ojämna flöde, vilket innebär att det inte blir möjligt att uppnå önskad bearbetningskvalitet.

Val av verktyg

För att undvika alla de problem som beskrivs ovan och för att utföra bearbetning av hårda legeringar av hög kvalitet är det först och främst nödvändigt att välja rätt verktyg. Den måste vara tillverkad av metall som har bättre skäregenskaper än arbetsstycket. Samtidigt rekommenderar experter att använda hårdmetallskärare för förbehandling och höghastighetsskärare för efterbehandling. De senare inkluderar stålkvaliteterna R14F4, R10K5F5, R9F5, R9K9.

För tillverkning av verktyg av hårdmetall används tre typer av legeringar:

T30K4, T15K6, VKZ - slitstark;
T5K7, T5K10 - utmärks av hög viskositet;
VK6A, VK8 - okänslig för stötar, har minst slitage.

För att förstärka verktygen och förbättra deras prestanda appliceras dessutom det andra lagret av hårdmetall, cyanidation, förkromning och beklädnad.

Kylvätska

Korrekt val av kylmedel och sättet att använda dem är en lika viktig process om det är nödvändigt att bearbeta hårda legeringar. För borrning rekommenderar experter att använda mineralbaserade material. De ökar särskilt produktiviteten när man arbetar med titan, vilket är mycket svårt att arbeta med. För vändning av legerat stål är halvsyntetiska skärvätskor lämpliga för slipning och slipning av gjutjärn - en vätska utan mineraloljor. Det finns också mångsidiga material som är mycket fördelaktiga att använda om metallbearbetningens karaktär ständigt förändras.

Det mest optimala sättet att tillföra kylvätska vid arbete med hårda metaller anses vara högt tryck, där vätskan tillförs en tunn ström till verktygets bakre vägg. Att spruta vätska och kyla med koldioxid är lika effektivt. Allt detta gör det möjligt att öka livslängden och förbättra kvaliteten på bearbetningen.

utrustningskrav

Utrustning för bearbetning av hårda metaller skiljer sig påfallande från vanliga verktygsmaskiner. Liknande modeller skiljer sig åt:

ökad styvhet för alla mekanismer;
vibrationsmotstånd;
hög kraft;
närvaron av kanaler för avlägsnande av chips;
speciella sittplatser för fixering av det korta verktyget.

Välja ett band av slipverktyg

Bindningen bestämmer verktygets styrka och hårdhet, har stort inflytande på bearbetningslägena, produktiviteten och kvaliteten. Buntar är oorganiska (keramiska) och organiska (bakelit, vulkanit).
KERAMISK OBIND har hög brandbeständighet, vattenbeständighet, kemisk motståndskraft, behåller väl profilen på hjulets arbetskant, men är känslig för stötar och böjningar. Det keramiskt bundna verktyget används för alla typer av slipning med undantag för grovbearbetning (på grund av bindningens bräcklighet): för skärning och slitsning av smala spår, platt slipning av spåren på kullagerringar. Det keramiskt bundna verktyget behåller sin profil väl, har en hög porositet och tar bort värmen väl.
BAKELITBOND har en högre hållfasthet och elasticitet än keramik. Ett slipverktyg på en bakelitbindning kan tillverkas i olika former och storlekar, inklusive mycket tunna - upp till 0,5 mm för skär- och skärarbete. Nackdelen med bakelitbindemedel är dess låga motståndskraft mot verkan av kylmedel innehållande alkaliska lösningar. När det är på bakelitgäng bör kylvätskan inte innehålla mer än 1,5% alkali. Bakelitbindning har en svagare vidhäftning till slipande korn än keramisk bindning, därför används verktyget på denna bindning i stor utsträckning vid ytslipning där självslipning av hjulet är nödvändigt. Verktyget på en bakelitbindning används för grovbearbetning som utförs manuellt och på upphängda väggar: plan slipning med en cirkelände, skär- och skärspår, skärpningsverktyg vid bearbetning av tunna produkter där bränning är farlig. Bakelitbindning har en polerande effekt.

Urval av slipmaterial

Slipande material(fr. abrasif - slipning, från latin abradere - att skrapa bort) är material med hög hårdhet och används för ytbehandling av olika material. används i processerna för slipning, slipning, polering, skärande material och används i stor utsträckning vid tomproduktion och efterbehandling av olika metalliska och icke-metalliska material. Naturliga slipmedel - flinta, smärta, pimpsten, korund, granat, diamant och andra. Konstgjord: smält aluminiumoxid, kiselkarbid, borazon, elbor, syntetisk diamant och andra.

ELECTROCORUND NORMAL

Den har utmärkt värmebeständighet, hög vidhäftning till bindemedlet, kornets mekaniska hållfasthet och betydande viskositet, vilket är viktigt för att utföra operationer med varierande belastning.Bearbetning av material med hög draghållfasthet. Detta är grovbearbetning av stålgjutningar, trådar, valsade produkter, höghållfasta och blekta gjutjärn, formbart gjutjärn, halvfärdig bearbetning av olika maskindelar av kol och legerat stål i oherdat; och härdad form, manganbrons, nickel och aluminiumlegeringar. 25A

ELEKTROKORUND VIT

När det gäller fysisk och kemisk sammansättning är den mer homogen, har högre hårdhet, skarpa kanter, bra självslipning, eliminerar bättre grovheten hos den bearbetade ytan i jämförelse med normal elektrokorundbehandling av härdade delar av kol, höghastighetshastighet och rostfritt stål, förkromade och nitrerade ytor. Bearbetning av tunna delar och verktyg, slipning, plan, invändig, profil och slipning. 38A

ELEKTROKORUND ZIRKONIUM

Fint kristallint, tätt och hållbart material. Verktygslivslängden för grovbearbetning är 10-40 gånger högre än för ett liknande verktyg av normalt elektrokorund. Grovslipning av stålstycken med hög hastighet, matning och klämkraft. Kraftig grovslipning av stålstycken. 54C

SILIKONKARBID SVART

Har hög hårdhet, nötning och sprödhet. Kornen är i form av tunna plattor, vilket ökar deras sprödhet i arbetet Bearbetning av hårda material med låg draghållfasthet (gjutjärn, brons och mässingsgjutgods, hårda legeringar, ädelstenar, glas, marmor, grafit, porslin, hårt gummi , ben, etc.) etc.), liksom mycket viskösa material (värmebeständigt stål, legeringar, koppar, aluminium, gummi). 63C

SILIKONKARBID GRÖN

Det skiljer sig från svart kiselkarbid med ökad hårdhet, nötningsförmåga och sprödhet För bearbetning av delar av gjutjärn, icke-järnmetaller, granit, marmor, hårda legeringar, bearbetning av titan, titan-tantal hårda legeringar, finslipning, efterarbete för tillverkade delar av grått gjutjärn, nitrerat och kullager blir. 95A

ELECTROCORUND CHROMTITANIC

Har en högre mekanisk hållfasthet och nötningsförmåga jämfört med normal smält aluminiumoxid

Grovslipning med hög metallborttagning

Välja verktyget

Spannmål	Behandlingstyp
StorF6-F24	Grovoperationer med stort skärdjup, rengöring av arbetsstycken, gjutgods. Bearbetning av material som orsakar fett på cirkelns yta (mässing, koppar, aluminium).
F24 - F36	Ytslipning med hjuländen, skärpning av skär, skärning av slipverktyg, skärning.
GenomsnittF30 - F60	Preliminär och kombinerad slipning, skärpning av skärverktyg.
F46 - F90	Finslipning, bearbetning av profilytor, slipning av små verktyg, slipning av ömtåliga material.
SmåF100-F180

Slipning, slipning av hårda legeringar, efterbehandling av skärverktyg, stålämnen, slipning av tunna blad, preliminär finslipning.

Grovkorniga verktyg används:
- för grovbearbetning och förberedande operationer med stort skärdjup, när stora utsläpp tas bort;
- vid arbete på maskiner med hög effekt och styvhet;
- vid bearbetning av material som orsakar fyllning av hjulets porer och saltning av dess yta, till exempel vid bearbetning av mässing, koppar och aluminium;
- med en stor kontaktyta mellan hjulet och arbetsstycket, till exempel vid användning av höga hjul, med platt slipning med hjuländen, med intern slipning.
Medelstora och finkorniga verktyg används:
- för att erhålla en ytråhet på 0,320-0,080 mikron;
- vid bearbetning av härdat stål och hårda legeringar;
- under slutlig slipning, slipning och efterbehandling av verktyg;
- med höga krav på noggrannheten i den bearbetade profilen för delen.
Med en minskning av storleken på slipande korn, ökar deras skärförmåga på grund av en ökning av antalet korn per enhet av arbetsytan, en minskning av radien för avrundning av korn och mindre slitage av enskilda korn. En minskning av kornstorleken leder till en signifikant minskning av porerna i hjulet, vilket kräver en minskning av slipdjupet och storleken på den mängd som tas bort under operationen. Ju finare slipkorn i verktyget, desto mindre material tas bort från arbetsstycket per tidsenhet. Finkorniga verktyg är dock mindre självskärpande än verktyg för grövre grus, vilket resulterar i att matningen och saltningen blir snabbare. En rationell kombination av bearbetningsläge, verktygsförband och kornstorlek möjliggör hög noggrannhet och utmärkt ytbehandlingskvalitet.

Val av verktygshårdhet

O, P, Q Profilslipning, bearbetning av avbrutna ytor, slipning och trådslipning av delar med grova steg. GenomsnittM-N Ytslipning med segment och ringformade skivor, slipning och gängslipning med bakelitbundna skivor. Medium mjukK-L Efterbehandling och kombinerad rund, extern centerlös och invändig slipning av stål, ytslipning, trådslipning, slipning av skärverktyg. MjukH-F Slipning och felsökning av skärverktyg med hårdmetall, slipning av svårbearbetade speciallegeringar, polering.

Verktygets hårdhet avgör till stor del produktiviteten av arbetskraft under bearbetning och kvaliteten på den bearbetade.
Slipkorn, när de blir trubbiga, måste förnyas genom flisning och flisning av partiklar. Om hjulet är för hårt, fortsätter bindemedlet att hålla de tråkiga kornen som har tappat sin skärförmåga. Samtidigt förbrukas mycket kraft för arbete, produkterna värms upp, deras vridning är möjlig, spår av skärning, repor, brännskador och andra defekter visas på ytan. Om hjulet är för mjukt, smulas kornen, som inte har förlorat sin skärförmåga, hjulet förlorar sin rätta form, dess slitage ökar, vilket resulterar i att det är svårt att få delar av önskad storlek och form. Under bearbetningsprocessen uppträder vibrationer, det är nödvändigt att klä hjulet oftare. Således bör man ta ett ansvarsfullt förhållningssätt till valet av slipverktygets hårdhet och ta hänsyn till egenskaperna hos de arbetsstycken som bearbetas.

Frågan om efterbehandling av härdat stål löses i modern produktion främst genom slipande bearbetning. Fram till nyligen berodde detta på olika nivåer av utrustning för slipning och bladbearbetning. Svarvar kunde inte garantera samma noggrannhet som uppnåddes på slipmaskiner. Men nu har moderna CNC -maskiner tillräcklig rörelsenoggrannhet och styvhet, så andelen svarvning och fräsning av hårda material ökar ständigt i många branscher. Svarvhärdade arbetsstycken har använts i bilindustrin sedan mitten av åttiotalet av förra seklet, men idag börjar en ny era i denna typ av bearbetning.

Värmebehandlade arbetsstycken

Många ståldelar kräver värmebehandling eller härdning för att få ytterligare slitstyrka och förmåga att motstå betydande belastningar. Tyvärr påverkar hög hårdhet negativt bearbetbarheten hos sådana delar. Växeldelar och olika axlar och axlar - typiska härdade delar vänds, formar och formar härdas. Värmebehandlade delar - rullelement kräver som regel efterbehandling och efterbehandling, vilket tar bort formfel och säkerställer erforderlig noggrannhet och ytkvalitet. När det gäller delar av formar och formar finns det nu en tendens att bearbeta dem i ett härdat tillstånd redan i grovstadiet. Detta leder till en betydande minskning av frimärkens produktionstid.

Solid materialhantering

Bearbetning av delar efter värmebehandling är en fråga som kräver ett flexibelt tillvägagångssätt. Utbudet av lösningar beror på vilken typ av verktygsmaterial som väljs för bearbetning. För ett verktyg innebär förmågan att bearbeta hårda material hög värmebeständighet, hög kemisk inertitet och nötningsbeständighet. Sådana krav på verktygsmaterialet bestäms av själva bearbetningsprocessen. Vid skärning av hårda material appliceras högt tryck på skärkanten, vilket åtföljs av generering av en stor mängd värme. Högre temperaturer hjälper processen genom att mjuka upp spånen, vilket minskar skärkrafterna men påverkar verktyget negativt. Därför är inte allt verktygsmaterial lämpligt för bearbetning av värmebehandlade delar.

Hårdmetallkvaliteter används för att bearbeta material med hårdhet upp till 40HRc. För detta rekommenderar vi finkorniga hårdmetalllegeringar med en skarp skärkant, som är mycket motståndskraftiga mot nötande slitage och har hög termisk och plastisk deformationsbeständighet. Obelagda hårdmetaller som H13A från Sandvik Coromant har dessa egenskaper. Men det är också möjligt att framgångsrikt använda kvaliteter med slitstarka beläggningar för efterbehandling och P05- och K05-applikationer, till exempel GC4015, GC3005.

Det mest obekväma arbetsstycket för skärning är ett arbetsstycke med en hårdhet på 40… 50HRc. När man arbetar i detta område är hårda legeringar inte längre nöjda med värmebeständigheten. Samtidigt slits CBN och keramik snabbt ut. På grund av den otillräckliga hårdheten hos materialet som bearbetas bildas en ansamling på verktygets främre yta, vilket får skäreggen att spånas av när den rivs av. Därför löses problemet med att välja verktygsmaterial för arbete i denna hårdhetsgrad utifrån ekonomiska överväganden. Beroende på serieproduktion måste man antingen stå ut med låg produktivitet och måttnoggrannhet när man arbetar med hård legering, eller arbeta mer effektivt med keramik och CBN, men med risk för plattbrott.

Vid en högre hårdhet på 50-70HRc är valet otvetydigt benäget att bearbeta med hjälp av ett verktyg med en skärande keramisk eller kubisk bornitriddel. Keramik tillåter jämn bearbetning, men ger en något högre ytråhet än CBN. CBN -bearbetning kan uppnå grovhet upp till 0,3Ra, medan keramik ger en ytråhet på 0,6Ra. Detta förklaras av olika slitmönster för verktygsmaterialet: under normala förhållanden har CBN enhetligt slitage längs flankytan och mikroskalor bildas på keramiken. Således håller CBN framkantlinjen kontinuerlig, vilket möjliggör bättre ytjämnhetsvärden. Skärförhållandena för bearbetning av härdade material varierar inom ett ganska brett intervall. Det beror på arbetsstyckets material, bearbetningsförhållanden och erforderlig ytkvalitet. Vid bearbetning av ett arbetsstycke med en hårdhet på 60 HRc med nya grader av kubisk bornitrid CB7020 eller CB7050 kan skärhastigheten nå 200 m / min. CB7020 rekommenderas för kontinuerlig skärning och CB7050 för efterbehandling av värmebehandlade material under ogynnsamma förhållanden, d.v.s. med slag. Plattor från dessa kvaliteter tillverkas med en tunn titannitridbeläggning. Enligt Sandvik Coromant gör detta det mycket lättare att kontrollera insatsens slitage. Företaget tillverkar också plattor av liknande kvaliteter av kubisk bornitrid CB20 och CB50, men utan beläggning.

Olika typer av keramik används vanligtvis för bearbetning av härdat stål. Sandvik Coromant tillverkar för närvarande alla typer av keramik och utvecklar aktivt nya kvaliteter. Oxidkeramik CC 620 tillverkas på basis av aluminiumoxid med små tillsatser av zirkoniumoxid för att öka hållfastheten. Den har den högsta slitstyrkan, men den kan endast användas under bra förhållanden på grund av dess låga hållfasthet och värmeledningsförmåga. Blandad keramik CC650 baserad på aluminiumoxid med kiselkarbidadditiv är mer mångsidig. Den har högre hållfasthet och god värmeledningsförmåga, vilket gör att den kan användas även vid avbruten bearbetning. Den så kallade whiskykeramiken CC670 har störst styrka. Sammansättningen innehåller också kiselkarbid, men i form av långa kristallina fibrer som tränger igenom basmaterialet. Det huvudsakliga tillämpningsområdet för denna keramik är bearbetning av värmebeständiga legeringar baserade på nickel, men på grund av dess höga hållfasthet används den också för bearbetning av härdat stål under ogynnsamma förhållanden. Skärdata vid användning av keramiska skär såväl som för kubisk bornitrid varierar inom vida gränser. Detta beror till stor del inte på skillnader i verktygsmaterialets egenskaper, utan på en mängd olika bearbetningsförhållanden när tillräcklig uppvärmning uppnås i skärzonen och följaktligen en minskning av krafter och slitage. Normalt är den optimala skärhastigheten i intervallet 50-200 m / min. Dessutom leder en minskning av skärhastigheten inte nödvändigtvis till en ökad livslängd, vilket är fallet med hårdmetall.

Nya möjligheter

Produktivitet vid bearbetning av härdade material har hittills uppnåtts genom ändringar av verktygsdesign och förbättringar av utrustningen. Nu tillåter nya verktygsmaterial att arbeta vid höga hastigheter, och skärdelens geometri når höga värden för arbetsflöden. Dessutom resulterar möjligheten att bearbeta delar i en uppsättning vid svarvning eller fräsning i en betydande minskning av icke-produktiva tider.

Mängden matning beror på geometrin på skärverktygets spets. För verktyg med radiell spets visar fodret sig vara starkt förknippat med kravet på att säkerställa en given ytkvalitet. Typiskt matningsvärde 0,05 ... 0,2 mm / varv. Men nu finns det skär på marknaden som kallas torkare, som gör att du kan öka den. Vid bearbetning med sådana skär kan matningsvärdet i praktiken fördubblas utan att det påverkar ytkvaliteten. Torkareffekten uppstår genom att modifiera insatsens ovansida och skapa en speciell torkare med stor radie som är en fortsättning på huvudhörnsradien. Den torkande skärkanten ger en minsta extra inmatningsvinkel under insatsdriften, vilket gör det möjligt att öka arbetsmatningen utan att förlora kvaliteten på den bearbetade ytan. När matningen ökas halveras skärbanan och därför slitage på skäret. Det revolutionerande med denna lösning är att produktivitetsökningen uppnås samtidigt med ökningen av verktygets resurs.

Torkarinsatser var banbrytande av Sandvik Coromant och blir allt vanligare. Till exempel finns det redan två torkargeometrier för CBN och keramiska skär. WH -geometri är den grundläggande geometrin för maximal prestanda. Den valfria WG -geometrin ger låga skärkrafter och används för höghastighetsbearbetning med höga krav på ytfinish.

CBN och keramiska torkarinsatser tar efterbehandling och efterbehandling av härdade material till nya produktivitetsnivåer.

De främsta fördelarna med att vända härdade material:
hög produktivitet på grund av höga klipphastigheter och minskad hjälptid;
hög flexibilitet vid användning;
processen är lättare än slipning;
inga brännskador;
minimal vridning av arbetsstycket;
ytterligare produktivitetsökning på grund av höga matningshastigheter vid användning av torkarinsatser;
förmågan att förena utrustning för fullständig bearbetning av en del;
säker och miljövänlig bearbetningsprocess.

Ett av de mest effektiva sätten att skära och hantera hårda material är vattenskärning. Den kan användas för att skära hårda material som marmor och granit, metall, betong och glas. Denna typ av skärning används i stor utsträckning inom konstruktion vid bearbetning av komposit- och keramiska material, smörgåsstrukturer.

Vattenstråleskärning är en mycket riktad högtrycksstråle som träffar materialet med hög hastighet. Inledningsvis användes bara vatten och metoden kallades vattenstråleskärning. Det användes för bearbetning av inte alltför hårda material, vilket krävde en känsligare effekt än andra typer av skärning. Det var optisk fiber och kablar, laminerade material som inte tål höga temperaturer och uppstår brandfara.

Senare tillsattes ett slipmedel till vattnet, vilket väsentligt ökade vattenstrålens skärkraft. Finfördelad granatsand används som slipmedel. Med användning av slipande partiklar har det blivit möjligt att skära mycket hårdare material som stenar och metaller.

I detta avseende används skärning av vattenstrålar i stor utsträckning i olika industrier, inom konstruktion och vid tillverkning av monument. Ofta används granit för tillverkning av monument, och priserna på monument i Moskva gör att du kan välja valfri plånbok. Men inte alla tror att när man beställer ett monument är det inte bara kostnaden för material och arbete som spelar roll, utan också bearbetningsmetoden.

Vattenskärning kan kallas mycket skonsam i den meningen att det inte är någon intensiv påverkan på materialet, vilket innebär att dess styrka inte reduceras. För att beställa monument beräknas priserna utifrån metoden för att skära och bearbeta stenen. Vattenstråleskärning undviker sprickor och flis och minimerar också stenförlust under bearbetning. Detta är bara en av fördelarna med vattenskärning.

Vattenskärning: fördelar och funktioner

1. Ingen stark uppvärmning av materialet

Denna parameter är kritisk både för metall och för natursten och konststen och kakel. Vid skärning med en slipande vattenstråle ligger temperaturen inom området 60-90 ° C. Materialet utsätts därför inte för höga temperaturer, som med andra typer av skärning, vilket ökar livslängden.

2. Mångsidighet i applikationen

Vattenstrålens "blad" kan skära både hårda och medelhårda material med lika stor framgång. Det är sant att när du arbetar med det senare är det inte nödvändigt att använda ett slipmedel.

3. Utmärkt skärkvalitet

Skarvets grovhet vid användning av vattenskärning är Ra 1,6. Att använda denna metod hjälper dig att få ett tydligt snitt utan onödigt damm och materialförlust.

4. Brandsäkerhet

Alla komponenter som används vid skärning är brand- och explosionssäkra, inklusive på grund av låg temperatur. Inga brandfarliga ämnen används vid skärning, vilket minskar risken avsevärt under arbetet.

5. Ingen sammansmältning av materialet

Denna egenskap följer också av skärtemperaturen. Vid skärning brinner inte materialet vare sig i de intilliggande områdena eller direkt på snittet, vilket är särskilt viktigt vid arbete med metaller.

6. Multifunktionsanvändning

Med vattenskärning är det möjligt att skära både 200 mm tjockt stålplåt och många tunna ark staplade ihop. Detta sparar tid och förbättrar produktiviteten.

Nackdelarna inkluderar den höga kostnaden för förbrukningsvaror (nämligen sand) och den begränsade resursen för skärhuvudet och några andra komponenter i maskinen. Vattenstråleskärningsmaskinen består av en pump (flera) där vatten injiceras vid ett tryck på upp till 4000 bar, ett munstycke, en blandningskammare och ett andra hårdmetallmunstycke.

Så fungerar vattenskärning:

Med hjälp av en pump pumpas vatten under ett tryck på upp till 4000 bar;