Atualmente, os materiais de ferramentas de usinagem CNC amplamente utilizados incluem ferramentas diamantadas, ferramentas de nitreto de boro cúbico, ferramentas de cerâmica, ferramentas revestidas, ferramentas de metal duro e ferramentas de aço rápido.

A Seleção de Materiais de Ferramenta de Corte 2

Tsims de cusando ferramenta material

Existem muitos tipos de materiais de ferramentas e seu desempenho também é muito diferente. Os principais indicadores de desempenho dos diversos materiais de ferramentas são os seguintes.

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Os materiais das ferramentas para usinagem CNC devem ser selecionados com base na peça a ser usinada e na natureza do processo. A seleção dos materiais da ferramenta deve ser compatível com o objeto de processamento. A correspondência de materiais de ferramentas de corte e objetos de usinagem refere-se principalmente à correspondência de propriedades mecânicas, propriedades físicas e propriedades químicas dos dois para obter a maior vida útil da ferramenta e a máxima produtividade de processamento de corte.

estratégia 1: Combinando o material da ferramenta de corte com as propriedades mecânicas da peça de trabalho

O problema de correspondência de propriedades mecânicas entre a ferramenta de corte e o objeto usinado refere-se principalmente aos parâmetros de propriedades mecânicas, como a resistência, tenacidade e dureza da ferramenta e do material da peça. Materiais de ferramentas com diferentes propriedades mecânicas são adequados para usinagem de materiais de peças.

1. A sequência de dureza do material da ferramenta é: ferramenta de diamante > ferramenta de nitreto de boro cúbico > ferramenta de cerâmica > liga dura > aço de alta velocidade.

2. A ordem de resistência à flexão dos materiais da ferramenta é: aço rápido > liga dura > ferramenta cerâmica > ferramenta de diamante e nitreto de boro cúbico.

3 A ordem de tenacidade dos materiais da ferramenta é: aço rápido > liga dura > nitreto cúbico de boro, ferramentas diamantadas e cerâmicas.

Materiais de peças de alta dureza devem ser processados com ferramentas de alta dureza. A dureza do material da ferramenta deve ser superior à dureza do material da peça. Geralmente, é necessário estar acima de 60HRC. Quanto maior a dureza do material da ferramenta, melhor sua resistência ao desgaste. Por exemplo, quando a quantidade de cobalto no metal duro aumenta, a resistência e a tenacidade aumentam, a dureza diminui e é adequado para processamento bruto; quando a quantidade de cobalto diminui, a dureza e a resistência ao desgaste aumentam, o que é adequado para acabamento.

Ferramentas com excelentes propriedades mecânicas de alta temperatura são especialmente adequadas para usinagem de alta velocidade. O excelente desempenho em altas temperaturas das ferramentas cerâmicas permite que elas sejam cortadas em altas velocidades, permitindo que as velocidades de corte sejam de 2 a 10 vezes maiores que as de metal duro.

Estratégia 2: O material da ferramenta de corte deve corresponder às propriedades físicas do objeto usinado

Ferramentas com diferentes propriedades físicas, como ferramentas de aço rápido com alta condutividade térmica e baixo ponto de fusão, ferramentas cerâmicas com alto ponto de fusão e baixa expansão térmica, ferramentas diamantadas com alta condutividade térmica e baixa expansão térmica, são adequadas para o processamento de materiais de peças. . Ao usinar uma peça com baixa condutividade térmica, um material de ferramenta com melhor condutividade térmica deve ser usado para permitir que o calor de corte seja transmitido rapidamente para diminuir a temperatura de corte. Devido à alta condutividade térmica e difusividade térmica do diamante, o calor de corte é facilmente dissipado e não causa grande deformação térmica, o que é especialmente importante para ferramentas de usinagem de precisão com alta precisão dimensional.

1. Temperatura de resistência ao calor de vários materiais de ferramentas: 700~800°C para cortadores de diamante; 1300~1500°C para cortadores de PCBN; 1100~1200°C para cortadores de cerâmica; 900~1100°C para carbonetos cimentados à base de TiC(N); Base WC O metal duro de grão ultrafino é de 800 a 900°C; o HSS é de 600 a 700 ° C.

2. Seqüência de condutividade térmica de vários materiais de ferramenta: PCD>PCBN>liga dura à base de WC>Carbeto cimentado à base de TiC(N)>HSS>cerâmica à base de Si3N4>cerâmica à base de A1203.

3. A ordem do coeficiente de expansão térmica de vários materiais de ferramenta: HSS>WC baseado em liga dura>TiC(N)> A1203 baseado em cerâmica>PCBN>Si3N4 baseado em cerâmica>PCD.

4. A ordem de resistência ao choque térmico de vários materiais de ferramenta: HSS> Metal duro à base de WC> Cerâmica à base de Si3N4> PCBN> PCD> Metal duro à base de TiC(N)> Cerâmica à base de A1203.

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Estratégia 3: as propriedades químicas do material da ferramenta de corte e do objeto processado coincidem

A correspondência das propriedades químicas do material da ferramenta de corte com o objeto de processamento refere-se principalmente à correspondência das propriedades químicas do material da ferramenta com a afinidade química, reação química, difusão e dissolução do material da peça. Os materiais das peças de trabalho que são diferentes para materiais diferentes são diferentes.

1. Temperatura anti-ligação de vários materiais de ferramenta (com aço): PCBN>Ceramic>Carbide>HSS.

2. Temperatura anti-oxidação de vários materiais de ferramentas: ceramic>PCBN>hard liga>diamond>HSS.

Força de difusão de três tipos de materiais de ferramentas: para aço, cerâmica com base em diamante>Si3N4>PCBN>cerâmica com base em A1203; para titânio, cerâmica à base de A1203>PCBN>SiC>Si3N4>diamante.

Considerações sobre materiais de ferramentas CNC

1. Dureza e resistência ao desgaste

A dureza do material da ferramenta deve ser maior que a dureza do material da peça, geralmente acima de 60HRC. Em geral, quanto maior a dureza do material da ferramenta, melhor a resistência ao desgaste.

2. Força e resistência

A parte de corte da ferramenta está sujeita a grandes forças de corte e forças de impacto. Portanto, o material da ferramenta deve ter alta resistência e tenacidade para suportar forças de corte, choques e vibrações, e evitar fraturas e lascamento da ferramenta.

3. Resistência ao calor e condutividade térmica

Em altas temperaturas, a ferramenta pode manter sua dureza e resistência. Quanto melhor a resistência ao calor, mais forte a capacidade da ferramenta de resistir à deformação plástica e a capacidade antidesgaste em altas temperaturas. Quanto melhor a condutividade térmica, mais fácil é a condução do calor gerado durante o corte. , reduzindo assim a temperatura da porção de corte e reduzindo o desgaste da ferramenta.

4. Processabilidade e economia

Para facilitar a fabricação, o material da ferramenta deve ter boa usinabilidade, incluindo trabalhabilidade a quente, usinabilidade e desempenho de retificação, de modo a buscar alto desempenho de custo.

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Em geral, ferramentas de PCBN, cerâmica, metal duro revestido e ferramentas de metal duro à base de TiCN são adequadas para usinagem CNC de metais ferrosos, como aço. As ferramentas de PCD são adequadas para materiais não ferrosos, como Al, Mg, Cu e ligas relacionadas. Processamento de materiais não metálicos.

A tabela abaixo mostra alguns dos materiais da peça que são adequados para usinagem de vários materiais de ferramentas.

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