降低本錢!數(shù)控刀具的重磨與再涂層技能
硬質(zhì)合金和高速剛刀具的重磨和再涂層是現(xiàn)在常見的工藝,。雖然刀具重磨或再涂層的價格僅為新刀具制作本錢的一小部分,但卻能延伸刀具壽數(shù)。重磨工藝是---刀具或價格昂貴刀具的典型處理辦法,�,?蛇M行重磨或再涂層的刀具包括鉆頭、銑刀,、滾刀以及成形刀具等,。
硬質(zhì)合金和高速剛刀具的重磨和再涂層是現(xiàn)在常見的工藝。雖然刀具重磨或再涂層的價格僅為新刀具制作本錢的一小部分,,但卻能延伸刀具壽數(shù),。重磨工藝是---刀具或價格昂貴刀具的典型處理辦法�,?蛇M行重磨或再涂層的刀具包括鉆頭,、銑刀、滾刀以及成形刀具等,。
刀具的重磨
在鉆頭或銑刀的重磨過程中,,需要磨削切削刃以除掉原涂層,因而所用砂輪有---具有足夠的 硬度,。重磨對切削刃的預(yù)處理是十分要害的,,不僅要---刀具重磨后原始切削刃的幾何形狀 能被完全準(zhǔn)確地保留,并且要求重磨對pvd涂層刀具有---是“安全”的,。因而,,有---防止不合理的磨削工藝?yán)纾焊邷貙?dǎo)致刀具表層受損的粗磨或干磨。
涂層之前,,可用化學(xué)辦法去除原有的悉數(shù)涂層,。化學(xué)去除法常用于復(fù)雜刀具如滾刀、拉刀,,或?qū)掖螐?fù)涂的刀具以及因涂層厚度而發(fā)生問題的刀具,。化學(xué)去除涂層的辦法通常---于高速剛刀具,,由于該辦---危害硬質(zhì)合金基體:選用化學(xué)去除涂層法將從硬質(zhì)合金 基體上濾除鈷,,導(dǎo)致基體外表疏松、發(fā)生氣孔以至難以進行再涂層,。
“化學(xué)去除法手選用于高速鋼硬涂層的腐蝕去除”巴爾查斯涂層公司的技能主管dennis quinto先生-,。“由于硬質(zhì)合金基體中含有與涂層中類似的化學(xué)成分,,因而化學(xué)去除溶劑更簡單危害硬質(zhì)合金基體而不是高速鋼基體”,。
“刀具在涂層去除溶液中逗留的時間是---的”金星涂層公司的副總裁bill
langendor fer先生-�,!鞍训毒吡粼谌芤褐械臅r間越長,,對刀具的腐蝕就越---。雖然對高速鋼而言,,腐蝕率要低得多,,但當(dāng)?shù)毒呱系脑繉颖蝗コ笕詰?yīng)立即將刀具取出并進行清洗”。
此外,,還有一些適用于去除pvd涂層的具有-的化學(xué)辦法,。在這些化學(xué)辦法中涂層去除溶液與硬質(zhì)合金基體僅有微小的化學(xué)反應(yīng),但現(xiàn)在這些辦法沒有廣泛運用,。別的,,還有其它清洗涂
層的辦法,如激光加工,、研磨噴砂等,。化學(xué)去除法是常用的辦法,,由于它能夠提供---的 外表涂層去除一致性。
現(xiàn)在典型的再涂層工藝是通過重磨工藝去除刀具原有涂層,。
再涂層的經(jīng)濟性
常見的刀具涂層有tin,、tic和tialn。其它超硬氮/碳化物的涂層也有運用,,但不太遍及,。pvd金剛石涂層刀具也能夠進行重磨和再涂層。在再涂層過程中,,刀具應(yīng)被“維護”以防止臨界外表的損傷,。
常常有這種狀況:用戶購買了未涂層的刀具后,在刀具需要重磨時再進行涂層,或在新刀具或重磨后的刀具上進行不同的涂層,。
bill langendorfer先生說:“在許多狀況下,,我們?nèi)コ毒呱系膖in涂層,從頭涂上tialn 涂層,。由于用戶期望進步刀具的生產(chǎn)功率,,而tialn涂層?xùn)|西比tin涂層?xùn)|西切削速度更高、也更耐高溫,。用戶常常期望能夠從刀具制作商那里取得功能---的新的涂層刀具,,因而刀具制作商可能不得不從頭開發(fā)一種帶有tialn涂層的新刀具。但與從頭開發(fā)這種新刀具相比,,從舊刀具上去除tin涂層并涂上tialn涂層所花的時間要短得多�,!�
再涂層的約束像一把刀具能夠?qū)掖沃啬ヒ粯�,,刀具的切削刃也能夠進行屢次涂層。而“在已經(jīng)重磨過的刀具外表取得粘著功能---的涂層是進步刀具功能的要害,�,!眎onbond llc公司國內(nèi)出售總監(jiān)rob bokram先生-。
除切削刃以外,,在刀具每次修磨時,,刀具外表的其余部分或許并不需要去除涂層或再涂層,這取決于刀具的類型以及加工中所運用的切削參數(shù),。滾刀和拉刀是進行再涂層時需去除一切原涂層的刀具,,否則刀具功能將會降低。在應(yīng)力導(dǎo)致的粘附問題變得杰出之前,,刀具可進行少數(shù)幾次再涂層而不需除掉舊涂層 ,。雖然pvd涂層具有有利于金屬切削的剩余壓應(yīng)力,但這種壓力會隨涂層厚度的增加而增大,,并且在---某個固定的限值后涂層將開端出現(xiàn)分層現(xiàn)象,。在未去除舊涂層而進行再涂層時,刀具的外徑上就增加了一個厚度,。關(guān)于鉆頭而言,,就意味著所鉆的孔徑在變大。因而有---考慮涂層附加的厚度對刀具外徑的影響,,同時還要考慮這二者對被加工孔徑尺度公役的影響,。
一個鉆頭可在不去除舊涂層的狀況下再涂層5~10次 ,但在此之后將面對---的差錯問題,。spec東西公司副總裁dennis klein則認(rèn)為:在±1μm 的差錯范圍內(nèi),,涂層厚度不會成為問題;但當(dāng)差錯在0.5~0.1μm范圍內(nèi)時,有---考慮涂層厚度帶來的影響,。只需涂層厚度不成為問題,,那么再涂層、重磨的刀具完全可能比原來的功能---,。
圣戈班磨料磨具是---圣戈班集團旗下的分支機構(gòu),,作為磨料磨具行業(yè)的---者,圣戈班設(shè)計,、制造和銷售norton?諾頓?,、norton?winter?諾頓?溫特?、flexovit?富來維特?等三---的產(chǎn)品,,為相關(guān)制造領(lǐng)域提供,、和人性化的綜合磨削解決方案。主要產(chǎn)品有固結(jié)磨具,、涂附磨具,、工業(yè)超硬磨具、樹脂切割打磨片及建筑工業(yè)用金剛石產(chǎn)品和設(shè)備,,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車,、鋼鐵、航空航天,、軸承齒輪,、鐵路、鑄造,、機床工具,、刀具、電子半導(dǎo)體,、新能源及汽車售后等各種制造領(lǐng)域,。
自1994年進入中國以來,圣戈班磨料磨具一直保持快速發(fā)展,,目前已擁有5家生產(chǎn)工廠,,1家磨削技術(shù)中心及700多名員工。憑借---的磨削及切割技術(shù)的應(yīng)用,,圣戈班磨料磨具幫助工業(yè)制造領(lǐng)域的客戶提高生產(chǎn)力并呈現(xiàn)表現(xiàn),。
刀具目前正在向微精化發(fā)展,從小型,、微型到毫微刀具,φ0.1mm的刀具已經(jīng)不再稀奇,,對刀具刃口的要求也越發(fā)嚴(yán)苛,。刀具在粗開槽后,為達到---的尺寸和精度,需要通過拋光工序來獲得---的表面光潔度,。拋光砂輪的粒度從d20,、d10發(fā)展到d3、d1就是為了追求更的刃口,。
圣戈班flute polish砂輪是一款德國研發(fā)的橡膠結(jié)合劑砂輪產(chǎn)品,,主要應(yīng)用于鉆頭類旋轉(zhuǎn)刀具的拋光應(yīng)用。flute polish砂輪采用圣戈班公司研發(fā),、富有彈性的橡膠結(jié)合劑,,螺紋,能夠---的貼合工件表面,,輕松應(yīng)對各種較大拋光面積的工件表面,;耐磨性好,能達到的鏡面拋光效果,;能縮短拋光工序加工節(jié)拍,,提高生產(chǎn)效率,進一步降低刀具加工的綜合成本,。
應(yīng)用案例:硬質(zhì)合金刀具的開槽磨削
砂輪規(guī)格:開槽砂輪d54 q-flute2 + 拋光砂輪flute polish
磨床型號:walter helitronic power
冷卻液:油
工件:硬質(zhì)合金鉆頭 φ10mm
開槽磨削參數(shù):
進給速率:vf=100mm/min
開槽余量:ae=3.5mm
砂輪線速度:vc=18m/s
拋光加工參數(shù):
進給速度:vf=150mm/min
拋光余量:ae=0.02mm
砂輪線速度:vc=22m/s
價值體現(xiàn):
·工件有---的刃口品質(zhì)并達到鏡面拋光效果
·相比普通樹脂砂輪,,拋光工序用時縮短50%以上
1.概述
通常,人們把含鉻量>12%或含鎳量>8%的合金鋼稱為不銹鋼,。這種鋼在---中或在腐蝕性介質(zhì)中具有一定的耐腐蝕能力,,并在較高溫度>450℃下具有較高的強度。含鉻量達16%~18%的鋼,,稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼,,通稱為不銹鋼。
含鉻量達12%以上的鋼在與氧化性介質(zhì)接觸時,,由于電化學(xué)作用,,表面形成一層富鉻氧化膜,可保護金屬內(nèi)部不受腐蝕,。但在非氧化性腐蝕介質(zhì)中,,不能形成堅固的鈍化膜。為提高鋼的耐腐蝕能力,,通常選擇增大鉻的比例或添加可促進鈍化的合金元素,,如添加ni、mo,、mn,、cu、nb,、ti,、w和co等,。這些合金元素不僅提高了鋼的抗腐蝕能力,同時改變了鋼的內(nèi)部組織和物理力學(xué)性能,。其在鋼中的含量不同,,對不銹鋼性能產(chǎn)生的影響不同,有的有磁性,,加工多頭螺紋的刀具,,有的則無磁性,有的能夠進行熱處理,,有的則不能進行熱處理,。
不銹鋼被越來越廣泛地應(yīng)用于航空、航天,、化工,、石油、建筑以及食品機械行業(yè)中,。其所含的合金元素對切削加工性能影響較大,,文中主要對不銹鋼的切削加工進行了分析。
2.不銹鋼的分類及性能
1按不銹鋼主要成分,,分為以鉻為主的鉻不銹鋼和以鉻,、鎳為主的鉻鎳不銹鋼兩大類。
2按不銹鋼金相組織分類:馬氏體不銹鋼,。其含鉻量為12%~18%,,含碳量為0.1%~0.5%有時達1%。其硬度為170~217hbw,,抗拉強度σb為540~1 079mpa,,伸長率δ為10%~25%,熱導(dǎo)率к為25.12w/m·k,。常見的牌號有1cr13,、2cr13、3cr13,、4cr13,、1cr17ni2、9cr18,、9cr18mov和30cr13mo等,。馬氏體不銹鋼通過淬火,非標(biāo)螺紋加工刀具,,可獲得較高的硬度,、強度和耐磨性。然而,,當(dāng)鋼中含碳量低于0.3%時,,組織不均勻,,粘附性強,切削時易產(chǎn)生積屑瘤,,且斷屑困難,切削加工性較差,。當(dāng)含碳量達0.4%~0.5%時,,切削加工性較好。鐵素體不銹鋼,。其含鉻量為12%~13%,。硬度為177~228hbw,抗拉強度σb為363~451mpa,,伸長率δ為20%~22%,,熱導(dǎo)率к為16.7w/m·k。加熱冷卻時組織穩(wěn)定,,不發(fā)生相變,,所以不能進行熱處理強化,只能靠變形強化,,切削加工性相對較好,。常見的牌號有0cr13、0cr17ti,、0cr13si4nbre,、1cr17、1cr17ti,、1cr17mo2ti,、1cr28以及1cr25ti等。奧氏體不銹鋼,。其含鉻量為12%~25%,,含鎳量為7%~20%或20%以上。硬度為187~207hbw,,抗拉強度σb為481~520mpa,,伸長率δ為40%,熱導(dǎo)率к為16.33w/m·k,。典型牌號有1cr18ni9ti,,其他還有00cr18ni10、0cr18ni12mo2ti,、0cr18ni18mo2cu2ti,、1cr14mn14ni、2cr13mn9ni4以及1cr18mn8ni5n等,。由于奧氏體不銹鋼含有較多的鎳或錳,,加工中心銑螺紋刀具,,加熱時組織不變,故淬火不能使其強化,,可通過冷加工硬化來大幅度提高強度和硬度,,其硬化程度為基體硬度的1.4~2.2倍,給下一次切削帶來很大困難,。其具有優(yōu)良的力學(xué)性能和---的耐腐蝕能力,,無磁性。奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼,。與奧氏體不銹鋼相似,,僅在組織中含有一定量鐵素體,常見牌號有0cr21ni5ti,、1cr21ni5ti,、1cr18mn10ni5mo3n、0cr17mn13mo2n,、1cr17mn9ni3mo3cu2n,、cr26ni17mo3cusin以及1cr18ni11si4alti等。這類不銹鋼有硬度---的金屬間化合物析出,,強度比奧氏體不銹鋼高,,切削加工性能比奧氏體不銹鋼更差。其硬度<277hbw,,抗拉強度σb為589~736mpa,,伸長率δ為18%~30%。沉淀硬化不銹鋼,。這類不銹鋼因含有較高的鉻,、鎳和極低的碳,還含有能起沉淀硬化作用的,、鋁,、鈦和鉬等合金元素,其在回火時析出,,產(chǎn)生沉淀硬化,,具有---的硬度和強度。其硬度為363~388hbw,,抗拉強度σb為1 138~1 324mpa,,伸長率δ為5%~10%,這類鋼具有---的耐腐蝕性能,。常見牌號有0cr17ni4cu4nb,、0cr17ni7al和0cr15ni7mo2al等。
3.不銹鋼的切削特點
不銹鋼的切削加工性能比45鋼差,。若以45鋼的相對切削加工性kr為1,,則奧氏體不銹鋼的相對切削加工性kr為0.4,,鐵素體不銹鋼的kr為0.48,馬氏體不銹鋼的kr為0.55,。其中以奧氏體和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的切削加工性差,,給切削加工帶來很大困難,其特點如下:
1切削加工硬化---,。以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的加工硬化現(xiàn)象為---,,硬化層的硬度比基體硬度高1.4~2.2倍,其抗拉強度σb為1 470~1 960mpa,。這類不銹鋼塑性大δ>35%,塑性變形時晶格扭曲,,故強化系數(shù)大,,且奧氏體不穩(wěn)定,在切削力作用下,,部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,。
2切削力大。不銹鋼的高溫強度和硬度高且韌性大,,故在切削時所消耗的能量大,,即切削抗力大。以奧氏體不銹鋼為例,,在切削過程中溫度---700℃時,,其綜合力學(xué)---于一般結(jié)構(gòu)鋼。加之其在切削過程中的塑性變形大,、硬化現(xiàn)象---,,增大了切削力,所以不銹鋼的單位切削力為45鋼單位切削力的1.25倍,。
3切削溫度高,。由于不銹鋼在切削時的塑性變形大,切屑與刀具間的摩擦大,,加之其熱導(dǎo)率僅為45鋼熱導(dǎo)率的1/3~1/4,,散熱條件差,大量切削熱集中在切削區(qū),,在相同切削條件下,,切削溫度比切削45鋼時高200℃。
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