用氮化硅陶瓷刀具切削难加工材料

发布日期：2012-08-29    兰生客服中心    浏览：2897

 

1 切削冷硬铸铁


冷硬铸铁硬度很高，毛坯表面粗糙，并存在砂眼、气孔等铸造缺陷，加工余量较大，粗加工时一般切削深度选得较大，有很大的冲击载荷，切削条件相当苛刻，目前还难于用陶瓷刀具进行粗车。通常先用硬质合金刀具粗车外圆，留下0.3mm(单边)左右的余量，再用氮化硅陶瓷刀具半精车。

  1. 刀具的破损问题

  2. 和硬质合金刀具的对比

    3.
    由于工件材料硬度很高，即使是半精车，刀具也易发生破损。加工时可采取如下措施：

    1. 用负前角切削。负前角值不必很大，例如刀杆槽有一纵向负前角(gp=-11°左右)，这样，当主偏角和副偏角都为45°时，刀片本身的前角和后角均为O，安装后主切削刃的前角为-8°，刃倾角为-8°，切削刃和副切削刃的后角均为8°。一块刀片有八个角可用于切削。

    2. 在切削刃上刃磨出负倒棱。例如bg1=0.2mm，g01=-30°，以保护刃口。

    3. 选用较厚的刀片。切削时不仅切削力大，而且切削温度也非常高，如果刀片厚度不够，造成和刀片下表面接触的槽表面的刚度不够，从而使刀片表面产生裂纹。例如用16×16×4.5mm的刀片切削，在垂直切削刃方向产生了肉眼可见的裂纹，用16×16×8mm的刀片切削则无裂纹出现。


    用硬质合金刀具切削冷硬铸铁，切削速度一般只有10～15m/min，并且由于刀具磨损比较严重，车出的工件存在比较明显的圆锥度，这将增加后道磨削工序的余量。用氮化硅陶瓷刀具切削冷硬铸铁，切削速度可达到35～40m/min ，如车削硬度为66～78HS(49～58HRC)、长度为803mm的轧辊，加工完一根后，后刀面磨损只有0.2～0.3mm，刀片的一个角可车削3～4根轧辊。可见用氮化硅陶瓷刀具代替硬质合金刀具半精车冷硬铸铁工件，切削速度至少提高一倍以上，可获得更高的刀具耐用度与加工精度。刀具的费用增加不多，而经济效益却明显提高。

2 切削高硬度钢



  1. 切削高锰钢

  2. 切削淬火钢

    3.
    高锰钢的原始硬度虽然不一定很高，但加工硬化非常严重，加工后硬度可提高一倍左右，切削加工性很差，用一般硬质合金刀具很难加工，特别当加工精度或表面粗糙度要求高时，硬质合金刀具更显得无能为力。例如某厂加工主动车轮，材料为ZG55Mn ，调质，硬度为169～225HB，380mm内孔公差仅为0.045mm，内孔锥度要求0.014/455mm，粗糙度要求为Ra1.6µm。选用多种硬质合金刀具加工，均达不到上述质量要求；后改用氮化硅陶瓷刀具，顺利解决了问题。
    另一种高锰钢的原始硬度为280HB，初始切削后的硬度即达500～600HB ，用普通硬质合金刀具很难加工，选用高性能硬质合金刀具虽能加工，但效率较低，切削速度只有16m/min 。用氮化硅陶瓷刀片在切削深度和进给量不变的情况下，切削速度可达到65m/min ，加工效率提高3倍多，而且切削平稳、轻快，工件的表面粗糙度较小，刀具磨损极小。
    使用中应注意的事项：① 要连续切削，即粗车与精车或半精车连续进行。避免先粗车毛坯，然后再进行精加工；② 切削深度应在0.5mm以上，以免在硬化层中切削；③ 两端面要预先倒角，否则进刀和出刀处刀头易崩裂。
    一些合金淬火钢例如W18Cr4V、Gr15、38CrMoAlA等的硬度可达58～62HRC ，很难切削，通常采用磨削方式加工，但磨削的效率很低。例如某厂的油泵套筒材料为38CrMoAlA，氮化后要切除的余量有0.5mm，如用磨削加工，需3～4小时，但用氮化硅陶瓷刀具车削加工，仅需要10分钟，大大提高了切削效率。

3 切削高硅铝合金


高硅铝合金的硬度虽然不高，但由于硅含量较高，材料中含有的细颗粒硅和其他合金成分具有强烈的擦伤作用，使刀具的磨损很快。

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