La sélection des matériaux d'outils de coupe

Les matériaux d'outils d'usinage CNC actuellement largement utilisés comprennent les outils diamantés, les outils en nitrure de bore cubique, les outils en céramique, les outils revêtus, les outils en carbure et les outils en acier rapide.

Types de cprononcer outil Matériel

Il existe de nombreuses qualités de matériaux d'outils et leurs performances sont également très différentes. Les principaux indicateurs de performance des différents matériaux d'outils sont les suivants.

Les matériaux d'outils pour l'usinage CNC doivent être sélectionnés en fonction de la pièce à usiner et de la nature du processus. La sélection des matériaux d'outils doit être adaptée à l'objet de traitement. La correspondance des matériaux des outils de coupe et des objets d'usinage se réfère principalement à la correspondance des propriétés mécaniques, des propriétés physiques et des propriétés chimiques des deux pour obtenir la durée de vie de l'outil la plus longue et la productivité de traitement de coupe maximale.

stratégie 1: faire correspondre le matériau de l'outil de coupe avec les propriétés mécaniques de la pièce

Le problème d'adaptation de propriété mécanique entre l'outil de coupe et l'objet usiné se réfère principalement aux paramètres de propriété mécanique tels que la résistance, la ténacité et la dureté de l'outil et du matériau de la pièce. Les matériaux d'outils aux propriétés mécaniques différentes conviennent à l'usinage de matériaux de pièces.

1. La séquence de dureté du matériau de l'outil est la suivante: outil diamant> outil en nitrure de bore cubique> outil en céramique> alliage dur> acier rapide.

2. L'ordre de résistance à la flexion des matériaux de l'outil est: acier rapide> alliage dur> outil en céramique> outil en diamant et nitrure de bore cubique.

3 L'ordre de ténacité des matériaux des outils est: acier rapide> alliage dur> outils en nitrure de bore cubique, diamant et céramique.

Les matériaux de pièces de haute dureté doivent être traités avec des outils de dureté plus élevée. La dureté du matériau de l'outil doit être supérieure à la dureté du matériau de la pièce. Généralement, il doit être supérieur à 60HRC. Plus la dureté du matériau de l'outil est élevée, meilleure est sa résistance à l'usure. Par exemple, lorsque la quantité de cobalt dans le carbure cémenté augmente, la résistance et la ténacité augmentent, la dureté diminue et il convient pour un traitement grossier; lorsque la quantité de cobalt diminue, la dureté et la résistance à l'usure augmentent, ce qui convient pour la finition.

Les outils dotés d'excellentes propriétés mécaniques à haute température conviennent particulièrement à l'usinage à grande vitesse. Les excellentes performances à haute température des outils en céramique leur permettent d'être coupés à des vitesses élevées, permettant des vitesses de coupe 2 à 10 fois plus élevées que les carbures cémentés.

Stratégie 2: Le matériau de l'outil de coupe doit correspondre aux propriétés physiques de l'objet usiné

Les outils aux propriétés physiques différentes, tels que les outils en acier rapide à haute conductivité thermique et à bas point de fusion, les outils en céramique à haut point de fusion et faible dilatation thermique, les outils diamantés à haute conductivité thermique et faible dilatation thermique, conviennent au traitement des matériaux des pièces . Lors de l'usinage d'une pièce à faible conductivité thermique, un matériau d'outil avec une meilleure conductivité thermique doit être utilisé pour permettre à la chaleur de coupe d'être rapidement transmise pour abaisser la température de coupe. En raison de la conductivité thermique et de la diffusivité thermique élevées du diamant, la chaleur de coupe est facilement dissipée et ne provoque pas de déformation thermique importante, ce qui est particulièrement important pour les outils d'usinage de précision avec une grande précision dimensionnelle.

1. Température de résistance à la chaleur de divers matériaux d'outils: 700 ~ 800 ° C pour les fraises diamantées; 1300 ～ 1500 ° C pour les fraises PCBN; 1100 ～ 1200 ° C pour les fraises en céramique; 900 ～ 1100 ° C pour les carbures cémentés à base de TiC (N); Base WC Le carbure cémenté à grain ultrafin est de 800 à 900 ° C; le HSS est de 600 à 700 ° C.

2. Séquence de conductivité thermique de divers matériaux d'outils: PCD> PCBN> alliage dur à base de WC> carbure cémenté à base de TiC (N)> HSS> céramique à base de Si3N4> céramique à base de A1203.

3. L'ordre du coefficient de dilatation thermique de divers matériaux d'outils: HSS> alliage dur à base de WC> TiC (N)> céramique à base d'A1203> PCBN> céramique à base de Si3N4> PCD.

4. L'ordre de résistance aux chocs thermiques de divers matériaux d'outils: HSS> carbure cémenté à base de WC> céramique à base de Si3N4> PCBN> PCD> carbure cémenté à base de TiC (N)> céramique à base d'A1203.

Stratégie 3: les propriétés chimiques du matériau de l'outil de coupe et la correspondance de l'objet traité

La correspondance des propriétés chimiques du matériau de l'outil de coupe avec l'objet de traitement se réfère principalement à la correspondance des propriétés chimiques du matériau de l'outil avec l'affinité chimique, la réaction chimique, la diffusion et la dissolution du matériau de la pièce. Les matériaux des pièces qui sont différents pour différents matériaux sont différents.

1. Température anti-adhérente de divers matériaux d'outils (avec acier): PCBN> Céramique> Carbure> HSS.

2. Température anti-oxydation de divers matériaux d'outils: céramique> PCBN> alliage dur> diamant> HSS.

Résistance à la diffusion de trois types de matériaux d'outils: pour l'acier, le diamant> la céramique à base de Si3N4> la PCBN> la céramique à base d'A1203; pour titane, céramique à base A1203> PCBN> SiC> Si3N4> diamant.

Considérations sur les matériaux d'outils CNC

1.Dureté et résistance à l'usure

La dureté du matériau de l'outil doit être supérieure à la dureté du matériau de la pièce, généralement supérieure à 60 HRC. En général, plus la dureté du matériau de l'outil est élevée, meilleure est la résistance à l'usure.

2. résistance et ténacité

La partie coupante de l'outil est soumise à d'importantes forces de coupe et forces d'impact. Par conséquent, le matériau de l'outil doit avoir une résistance et une ténacité élevées pour résister aux forces de coupe, aux chocs et aux vibrations, et empêcher la rupture fragile et l'écaillage de l'outil.

3. résistance à la chaleur et conductivité thermique

À des températures élevées, l'outil peut conserver sa dureté et sa résistance. Plus la résistance à la chaleur est élevée, plus la capacité de l'outil à résister à la déformation plastique et la capacité anti-usure à haute température sont fortes. Plus la conductivité thermique est bonne, plus la chaleur générée lors de la découpe est facile. , réduisant ainsi la température de la partie de coupe et réduisant l'usure de l'outil.

4.Processabilité et économie

Pour faciliter la fabrication, le matériau de l'outil doit avoir une bonne usinabilité, y compris une usinabilité à chaud, une usinabilité et des performances de meulage, afin de poursuivre des performances de coût élevé.

En général, les outils en PCBN, en céramique, en carbure revêtu et en carbure à base de TiCN conviennent à l'usinage CNC de métaux ferreux tels que l'acier.Les outils PCD conviennent aux matériaux non ferreux tels que Al, Mg, Cu et alliages connexes. Traitement de matériaux non métalliques.

Le tableau ci-dessous montre certains des matériaux de la pièce qui conviennent à l'usinage de divers matériaux d'outils.