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。可進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例如:高溫導致刀具表層受損的粗磨或干磨。
涂層之前,可用化學辦法去除原有的悉數(shù)涂層;瘜W去除法常用于復雜刀具如滾刀、拉刀,或?qū)掖螐屯康牡毒咭约耙蛲繉雍穸榷l(fā)生問題的刀具;瘜W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:選用化學去除涂層法將從硬質(zhì)合金 基體上濾除鈷,導致基體外表疏松、發(fā)生氣孔以至難以進行再涂層。
“化學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成分,因而化學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-。“把刀具留在溶液中的時間越長,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?shù)毒呱系脑繉颖蝗コ笕詰⒓磳⒌毒呷〕霾⑦M行清洗”。
此外,還有一些適用于去除pvd涂層的具有-的化學辦法。在這些化學辦法中涂層去除溶液與硬質(zhì)合金基體僅有微小的化學反應,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涂層東西比tin涂層東西切削速度更高、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。在應力導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則認為:在±1μm 的差錯范圍內(nèi),涂層厚度不會成為問題;但當差錯在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,為相關制造領域提供、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)品和設備,產(chǎn)品廣泛應用于汽車、鋼鐵、航空航天、軸承齒輪、鐵路、鑄造、機床工具、刀具、電子半導體、新能源及汽車售后等各種制造領域。
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家磨削技術中心及700多名員工。憑借---的磨削及切割技術的應用,圣戈班磨料磨具幫助工業(yè)制造領域的客戶提高生產(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,主要應用于鉆頭類旋轉(zhuǎn)刀具的拋光應用。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,非標螺紋加工刀具,可獲得較高的硬度、強度和耐磨性。然而,當鋼中含碳量低于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---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,加之其熱導率僅為45鋼熱導率的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℃。