Características de rendimiento de las herramientas de corte de diamante.

⑵ Características de rendimiento de las herramientas de corte de diamante

① Alta dureza y resistencia al desgaste: el diamante natural es una sustancia dura que se encuentra en la naturaleza. El diamante tiene una resistencia al desgaste muy alta. Cuando se procesan materiales de alta dureza, la vida útil de la herramienta de diamante es de 10 a 100 veces, o incluso cientos de veces.

② Tiene un coeficiente de fricción muy bajo: el coeficiente de fricción entre el diamante y algunos metales no ferrosos es más bajo que otras herramientas, bajo coeficiente de fricción, la deformación del procesamiento es pequeña, puede reducir la fuerza de corte.

③ Borde de corte muy afilado: el borde de corte de la herramienta de diamante se puede rectificar muy afilado, la herramienta de diamante de cristal único natural puede ser de hasta 0,002 ~ 0,008 μm, puede realizar un corte ultrafino y un mecanizado de ultraprecisión.

④ Tiene alta conductividad térmica: el diamante tiene alta conductividad térmica y difusividad térmica, el calor de corte es fácil de dispersar y la temperatura de corte es baja.

⑤ Tiene un bajo coeficiente de expansión térmica: el coeficiente de expansión térmica del diamante es varias veces menor que el de la aleación dura, y el cambio de tamaño de la herramienta causado por el calor de corte es muy pequeño, lo que es particularmente importante para precisión y ultra- Mecanizado de precisión con requisitos de alta precisión dimensional.

(3) La aplicación de herramientas de diamante

Las herramientas de diamante se utilizan a menudo para el corte fino y el mandrinado de materiales no ferrosos y no metálicos a alta velocidad. Adecuado para procesar una variedad de materiales cerámicos no metálicos resistentes al desgaste, como vidrio, acero, pulvimetalurgia en blanco; Todo tipo de metales no ferrosos resistentes al desgaste, como todo tipo de aleación de aluminio y silicio; Todo tipo de procesamiento de acabado de metales no ferrosos.

La desventaja de la herramienta de diamante es la mala estabilidad térmica. Cuando la temperatura de corte supera los 700 ℃ ~ 800 ℃, perderá completamente su dureza. Además, no es adecuado para cortar metales ferrosos, porque el diamante (carbono) a altas temperaturas tiende a interactuar con los átomos de hierro, lo que hace que los átomos de carbono cambien a una estructura de grafito, y la herramienta se daña fácilmente.

2. Material de herramienta de nitruro de boro cúbico

El segundo material superduro, el nitruro de boro cúbico (CBN), sintetizado mediante un método similar al utilizado en la fabricación de diamantes, es superado solo por el diamante en términos de dureza y conductividad térmica, y tiene una excelente estabilidad térmica. No se produce oxidación incluso cuando se calienta a 10000C en la atmósfera. CBN tiene propiedades químicas muy estables para metales ferrosos y puede usarse ampliamente en el procesamiento de productos de hierro y acero.

⑴ Tipos de herramientas de corte de nitruro de boro cúbico

El nitruro de boro cúbico (CBN) es un material que no existe en la naturaleza y se puede dividir en monocristalino y policristalino, es decir, monocristalino de CBN y nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN). El CBN es uno de los isómeros del nitruro de boro (BN), que tiene una estructura similar al diamante.

PCBN (nitruro de boro cúbico policristalino) es un material policristalino sinterizado mediante la combinación del material CBN fino (TiC, TiN, Al, Ti, etc.) a alta temperatura y alta presión. Es un material para herramientas con una dureza solo superada por el diamante que se sintetiza por medios artificiales. Los PCBNS se utilizan principalmente para fabricar cuchillos u otras herramientas.

La herramienta de corte de PCBN se puede dividir en hoja de PCBN integral y sinterizada con hoja de compuesto de PCBN compuesto de carburo.

La hoja compuesta de PCBN tiene la resistencia y dureza de un buen carburo sinterizado con una capa de PCBN de 0,5 ~ 1,0 mm de espesor, su rendimiento es tanto de buena tenacidad como de alta dureza y resistencia al desgaste, resuelve la baja resistencia a la flexión de la hoja CBN y las dificultades de soldadura y otras problemas.

Las principales propiedades y características del nitruro de boro cúbico.

Aunque la dureza del nitruro de boro cúbico es ligeramente inferior a la del diamante, es mucho mayor que la de otros materiales de alta dureza. La ventaja sobresaliente de CBN es que su estabilidad térmica es mucho mayor que la del diamante, que puede alcanzar más de 1200 ℃ (el diamante es 700 ~ 800 ℃). Otra ventaja sobresaliente es que tiene una gran inercia química y no reacciona con el hierro a 1200 ~ 1300 ℃. Las principales propiedades del nitruro de boro cúbico son las siguientes.

① Alta dureza y resistencia al desgaste: la estructura del cristal CBN es similar al diamante, con dureza y resistencia similares al diamante. PCBN es especialmente adecuado para mecanizar, anteriormente solo rectificar materiales de alta dureza, puede obtener una mejor calidad de superficie de la pieza de trabajo.

② Tiene alta estabilidad térmica: la resistencia al calor de CBN puede alcanzar 1400 ~ 1500 ℃, que es casi 1 veces mayor que la del diamante (700 ~ 800 ℃). Las herramientas PCBN se pueden utilizar para el corte a alta velocidad de superaleaciones y acero templado a velocidades entre 3 y 5 veces superiores a las de las herramientas de carburo.

③ Excelente estabilidad química: y el material de hierro a 1200-1300 ℃ no tiene efectos químicos, no como el diamante como desgaste agudo, entonces aún puede mantener la dureza de la aleación dura; La herramienta PCBN es adecuada para cortar piezas de acero endurecido y hierro fundido en frío, y puede usarse ampliamente en el corte de alta velocidad de hierro fundido.

④ Buena conductividad térmica: aunque la conductividad térmica del CBN no puede alcanzar al diamante, pero en todo tipo de materiales para herramientas, la conductividad térmica del PCBN es superada solo por el diamante, mucho más alta que el acero de alta velocidad y la aleación dura.

⑤ con coeficiente de fricción bajo: el coeficiente de fricción bajo puede conducir a la reducción de la fuerza de corte, la reducción de la temperatura de corte y la mejora de la calidad de la superficie de mecanizado.

⑶ Aplicación de herramientas de nitruro de boro cúbico

El nitruro de boro cúbico es adecuado para el acabado de todo tipo de acero endurecido, hierro fundido duro, aleaciones de alta temperatura, aleaciones duras, materiales de pulverización superficial y otros materiales difíciles de cortar. La precisión de mecanizado puede alcanzar IT5 (el orificio es IT6), y la rugosidad de la superficie puede ser tan pequeña como Ra1.25 ~ 0.20 μm.

La tenacidad y la resistencia a la flexión del material de la herramienta de nitruro de boro cúbico son deficientes. Por lo tanto, la herramienta de torneado de nitruro de boro cúbico no debe usarse para el mecanizado de desbaste con baja velocidad y gran carga de impacto; Al mismo tiempo, no es adecuado para cortar materiales plásticos grandes (como aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones a base de níquel, acero plástico grande, etc.), porque el corte de estos metales producirá nódulos de astillas graves y el procesamiento de deterioro de la superficie.

3. material de herramienta de cerámica

La herramienta de cerámica tiene las características de alta dureza, buena resistencia al desgaste, buena resistencia al calor y estabilidad química, y no es fácil de unir con metal. Las herramientas de corte de cerámica juegan un papel muy importante en el mecanizado NC. Las herramientas de corte de cerámica se han convertido en una de las principales herramientas para el corte de alta velocidad y el procesamiento de materiales difíciles. La herramienta de cerámica es ampliamente utilizada en corte de alta velocidad, corte en seco, corte duro y materiales de mecanizado duro. La herramienta de corte de cerámica puede procesar de manera eficiente los materiales de alta dureza que las herramientas de corte tradicionales no pueden procesar en absoluto, para darse cuenta"moler girando"; La mejor velocidad de corte de la herramienta de corte de cerámica puede ser 2 ~ 10 veces mayor que la de la herramienta de corte de carburo, lo que mejora en gran medida la eficiencia de corte; Las principales materias primas utilizadas para las herramientas de corte de cerámica son elementos abundantes en la corteza terrestre. Por lo tanto, la popularización y aplicación de herramientas de corte de cerámica son de gran importancia para mejorar la productividad, reducir los costos de procesamiento y ahorrar metales preciosos estratégicos. También promoverá en gran medida el progreso de la tecnología de corte.

⑴ Tipos de materiales de herramientas de cerámica

Los materiales cerámicos para herramientas generalmente se pueden dividir en cerámicas a base de alúmina, cerámicas a base de nitruro de silicio, cerámicas compuestas a base de nitruro de silicio y alúmina en tres categorías. Los materiales cerámicos para herramientas a base de alúmina y nitruro de silicio se utilizan ampliamente. El rendimiento de las cerámicas a base de nitruro de silicio es mejor que el de las cerámicas a base de alúmina.

⑵ El rendimiento y las características de las herramientas de corte de cerámica.

① Alta dureza, buena resistencia al desgaste: aunque la dureza de las herramientas de corte de cerámica no es tan alta como PCD y PCBN, pero mucho más alta que las herramientas de carburo y acero de alta velocidad, hasta 93-95HRA. Las herramientas de corte de cerámica pueden procesar materiales de alta dureza que son difíciles de procesar con herramientas de corte tradicionales. Son adecuados para corte de alta velocidad y corte duro.

② Resistencia a altas temperaturas y buena resistencia al calor: las herramientas de corte de cerámica aún se pueden cortar a temperaturas superiores a 1200 ℃. La herramienta cerámica tiene buenas propiedades mecánicas a alta temperatura. La resistencia a la oxidación de la herramienta cerámica A12O3 es particularmente buena. El filo de corte se puede utilizar de forma continua incluso si está al rojo vivo. Por lo tanto, la herramienta de cerámica puede realizar un corte en seco, ahorrando así fluido de corte.

③ Buena estabilidad química: la herramienta de cerámica no es fácil de unir con el metal, y la resistencia a la corrosión, la buena estabilidad química pueden reducir el desgaste adhesivo de la herramienta.

(4) Coeficiente de fricción bajo: la herramienta de cerámica y la afinidad del metal son pequeñas, el coeficiente de fricción bajo puede reducir la fuerza de corte y la temperatura de corte.

⑶ El cuchillo de cerámica tiene aplicación.

La cerámica es uno de los materiales para herramientas que se utiliza principalmente en el acabado y semiacabado de alta velocidad. La herramienta cerámica es adecuada para mecanizar todo tipo de fundición (fundición gris, fundición dúctil, fundición maleable, fundición en frío, fundición de alta aleación resistente al desgaste) y acero (acero estructural al carbono, acero estructural aleado, acero de alta resistencia , acero con alto contenido de manganeso, acero endurecido, etc.), también se puede utilizar para cortar aleaciones de cobre, grafito, plásticos de ingeniería y materiales compuestos.

Las propiedades del material de la herramienta cerámica tienen baja resistencia a la flexión, poca resistencia al impacto, no son adecuadas para cortar a baja velocidad, carga de impacto.

4. Material de la herramienta de recubrimiento

Recubrir la herramienta es una de las formas importantes de mejorar el rendimiento de la herramienta. La apariencia de la herramienta de recubrimiento supone un gran avance en el rendimiento de corte. La herramienta de recubrimiento está en el cuerpo de la herramienta con buena tenacidad, recubierta con una o varias capas de compuestos refractarios con buena resistencia al desgaste, combina la matriz de la herramienta con un recubrimiento duro para mejorar en gran medida el rendimiento de la herramienta. La herramienta de recubrimiento puede mejorar la eficiencia del mecanizado, mejorar la precisión del mecanizado, prolongar la vida útil de la herramienta y reducir el costo del mecanizado.