สำหรับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเครื่องมือตัด เพียงอ่านบทความนี้

ม้าที่ดีต้องมีอานที่ดีและใช้อุปกรณ์เครื่องจักร CNC ขั้นสูง ถ้าใช้เครื่องมือผิดๆ มันก็ไร้ประโยชน์! การเลือกวัสดุเครื่องมือที่เหมาะสมมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ ประสิทธิภาพการประมวลผล คุณภาพการประมวลผล และต้นทุนการประมวลผล บทความนี้ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับความรู้เกี่ยวกับมีด รวบรวมและส่งต่อ มาเรียนรู้ด้วยกันครับ

วัสดุเครื่องมือควรมีคุณสมบัติพื้นฐาน

การเลือกวัสดุเครื่องมือมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานเครื่องมือ ประสิทธิภาพการประมวลผล คุณภาพการประมวลผล และต้นทุนการประมวลผล เครื่องมือต้องทนต่อแรงดันสูง อุณหภูมิสูง แรงเสียดทาน การกระแทก และการสั่นสะเทือนเมื่อทำการตัด ดังนั้นวัสดุเครื่องมือควรมีคุณสมบัติพื้นฐานดังต่อไปนี้:

(1) ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ ความแข็งของวัสดุเครื่องมือจะต้องสูงกว่าความแข็งของวัสดุชิ้นงาน ซึ่งโดยทั่วไปจะต้องสูงกว่า 60HRC ยิ่งความแข็งของวัสดุเครื่องมือสูงเท่าใด ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

(2) ความแข็งแกร่งและความเหนียว วัสดุเครื่องมือควรมีความแข็งแรงและความเหนียวสูงเพื่อทนต่อแรงตัด การกระแทก และการสั่นสะเทือน และป้องกันการแตกหักและการบิ่นของเครื่องมือ

(3) ทนความร้อน วัสดุเครื่องมือมีความต้านทานความร้อนได้ดี ทนต่ออุณหภูมิการตัดที่สูง และต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี

(4) ประสิทธิภาพกระบวนการและความประหยัด วัสดุเครื่องมือควรมีประสิทธิภาพการตีขึ้นรูปที่ดี ประสิทธิภาพการรักษาความร้อน ประสิทธิภาพการเชื่อม ประสิทธิภาพการเจียร ฯลฯ และควรติดตามอัตราส่วนราคาประสิทธิภาพสูง

ประเภท คุณสมบัติ คุณลักษณะ และการประยุกต์วัสดุเครื่องมือ

1. วัสดุเครื่องมือเพชร

เพชรเป็นส่วนประกอบหนึ่งของคาร์บอนและเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดที่พบในธรรมชาติ เครื่องมือตัดเพชรมีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง และมีการนำความร้อนสูง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตัดอลูมิเนียมและโลหะผสมซิลิคอน-อลูมิเนียมด้วยความเร็วสูง เครื่องมือเพชรถือเป็นเครื่องมือตัดประเภทหลักที่เปลี่ยนได้ยาก เครื่องมือเพชรที่มีประสิทธิภาพสูง มีเสถียรภาพสูง และอายุการใช้งานยาวนาน ถือเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้และสำคัญในการตัดเฉือน CNC สมัยใหม่

⑴ ประเภทของเครื่องมือเพชร

1 เครื่องมือเพชรธรรมชาติ: เพชรธรรมชาติถูกใช้เป็นเครื่องมือตัดมานานหลายร้อยปี เครื่องมือเพชรคริสตัลเดี่ยวธรรมชาติได้รับการเจียระไนอย่างประณีตเพื่อให้คมตัดมีความคมมาก รัศมีคมตัดสามารถเข้าถึง0.002μm ซึ่งสามารถบรรลุการตัดที่บางเป็นพิเศษ สามารถประมวลผลชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูงมากและมีความหยาบผิวต่ำมาก เป็นเครื่องมือตัดเฉือนที่มีความเที่ยงตรงสูงเป็นพิเศษที่เป็นที่ยอมรับ เหมาะสมที่สุด และไม่สามารถทดแทนได้

2 เครื่องมือตัดเพชร PCD: เพชรธรรมชาติมีราคาแพง เพชรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการตัดเฉือนคือเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1970 เพชรโพลีคริสตัลไลน์ (เพชรโพลีคริสตัลไลน์ หรือที่เรียกว่าใบมีด PCD) ที่ถูกเตรียมโดยใช้เทคโนโลยีการสังเคราะห์ที่อุณหภูมิสูงและแรงดันสูงได้รับการพัฒนา หลังจากประสบความสำเร็จ เครื่องมือตัดเพชรธรรมชาติก็ถูกแทนที่ด้วยเพชรโพลีคริสตัลไลน์เทียมหลายครั้ง วัตถุดิบ PCD อุดมไปด้วยแหล่งที่มา และราคาเพียงไม่กี่ถึงหนึ่งในสิบของเพชรธรรมชาติ เครื่องมือตัด PCD ไม่สามารถกราวด์เพื่อสร้างเครื่องมือตัดที่คมมากได้ คุณภาพพื้นผิวของคมตัดและชิ้นงานที่ผ่านการแปรรูปไม่ดีเท่ากับเพชรธรรมชาติ ในอุตสาหกรรมการผลิตใบมีด PCD ที่มีชิปเบรกเกอร์ยังไม่สะดวก ดังนั้น PCD จึงสามารถใช้สำหรับการตัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและอโลหะได้อย่างแม่นยำเท่านั้น และการตัดที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษเป็นเรื่องยาก การตัดกระจกที่แม่นยำ

3 เครื่องมือตัดเพชร CVD: ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1970 ถึงต้นทศวรรษ 1980 เทคโนโลยีเพชร CVD ปรากฏในญี่ปุ่น เพชร CVD หมายถึงการใช้การสะสมไอสารเคมี (CVD) เพื่อสังเคราะห์ฟิล์มเพชรบนเมทริกซ์ที่ต่างกัน (เช่น ซีเมนต์คาร์ไบด์ เซรามิก ฯลฯ) เพชร CVD มีโครงสร้างและลักษณะเดียวกับเพชรธรรมชาติทุกประการ ประสิทธิภาพของเพชร CVD นั้นใกล้เคียงกับเพชรธรรมชาติมาก มีข้อดีของเพชรผลึกเดี่ยวธรรมชาติและเพชรคริสตัลไลน์ (PCD) และเอาชนะข้อบกพร่องได้ในระดับหนึ่ง

⑵ ลักษณะการทำงานของเครื่องมือเพชร

1. มีความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก: เพชรธรรมชาติเป็นสสารที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ เพชรมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก เมื่อแปรรูปวัสดุที่มีความแข็งสูง อายุการใช้งานของเครื่องมือเพชรจะสูงกว่าเครื่องมือคาร์ไบด์ 10 ถึง 100 เท่า หรือแม้แต่หลายร้อยเท่า

② มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก: ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างเพชรและโลหะที่ไม่ใช่เหล็กบางชนิดต่ำกว่าเครื่องมือตัดอื่นๆ ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีต่ำ การเสียรูประหว่างการประมวลผลมีน้อย และลดแรงตัดได้

3. คมตัดมีความคมมาก: คมตัดของเครื่องมือเพชรสามารถกราวด์ได้คมมาก เครื่องมือเพชรผลึกเดี่ยวธรรมชาติอาจมีความสูงถึง 0.002~0.008μm ซึ่งสามารถดำเนินการตัดแบบบางพิเศษและการประมวลผลที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษ

④ ค่าการนำความร้อนสูง: เพชรมีค่าการนำความร้อนและการกระจายความร้อนสูง ดังนั้นความร้อนจากการตัดจึงกระจายไปได้ง่าย และอุณหภูมิของส่วนที่ตัดของเครื่องมือต่ำ

⑤ มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำกว่า: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของเพชรมีขนาดเล็กกว่าซีเมนต์คาร์ไบด์หลายเท่า และการเปลี่ยนแปลงขนาดเครื่องมือที่เกิดจากความร้อนในการตัดมีขนาดเล็กมาก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับความแม่นยำและการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ ต้องใช้ความแม่นยำของมิติสูง

⑶ การใช้เครื่องมือเพชร

เครื่องมือเพชรส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตัดอย่างละเอียดและการคว้านโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะด้วยความเร็วสูง เหมาะสำหรับการประมวลผลอโลหะที่ทนต่อการสึกหรอต่างๆ เช่นช่องว่างโลหะผสมผงไฟเบอร์กลาส วัสดุเซรามิก ฯลฯ โลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่ทนต่อการสึกหรอต่างๆ เช่น โลหะผสมซิลิคอน-อลูมิเนียมต่างๆ และการแปรรูปโลหะนอกกลุ่มเหล็กต่างๆ

ข้อเสียของเครื่องมือเพชรคือมีความคงตัวทางความร้อนต่ำ เมื่ออุณหภูมิในการตัดเกิน 700°C~800°° C พวกมันจะสูญเสียความแข็งไปโดยสิ้นเชิง นอกจากนี้ ไม่เหมาะสำหรับการตัดโลหะที่เป็นเหล็กเนื่องจากเพชร (คาร์บอน) จะทำปฏิกิริยากับเหล็กได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง การกระทำของอะตอมจะแปลงอะตอมของคาร์บอนให้เป็นโครงสร้างกราไฟท์ และเครื่องมือจะเสียหายได้ง่าย

2. วัสดุเครื่องมือลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์

คิวบิกโบรอนไนไตรด์ (CBN) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความแข็งยิ่งยวดชนิดที่สองที่สังเคราะห์โดยใช้วิธีการที่คล้ายกับการผลิตเพชร ถือเป็นวัสดุที่มีความแข็งและการนำความร้อนเป็นอันดับสองรองจากเพชร มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยมและสามารถให้ความร้อนได้ถึง 10,000C ในบรรยากาศ ไม่มีการเกิดออกซิเดชัน CBN มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรอย่างยิ่งสำหรับโลหะกลุ่มเหล็ก และสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปผลิตภัณฑ์เหล็ก

⑴ ประเภทของเครื่องมือตัดลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์

คิวบิกโบรอนไนไตรด์ (CBN) เป็นสารที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ แบ่งออกเป็นผลึกเดี่ยวและโพลีคริสตัลไลน์ ได้แก่ CBN ผลึกเดี่ยวและโพลีคริสตัลไลน์ลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์ (Polycrystalline ลูกบาศก์bornnitride หรือเรียกสั้น ๆ ว่า PCBN) CBN เป็นหนึ่งในจัดสรรของโบรอนไนไตรด์ (BN) และมีโครงสร้างคล้ายกับเพชร

PCBN (โพลีคริสตัลไลน์คิวบิกโบรอนไนไตรด์) เป็นวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ที่วัสดุ CBN ละเอียดถูกเผาเข้าด้วยกันผ่านเฟสการจับ (TiC, TiN, Al, Ti ฯลฯ) ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง ปัจจุบันเป็นวัสดุสังเคราะห์เทียมที่ยากเป็นอันดับสอง วัสดุเครื่องมือเพชรรวมกับเพชร เรียกรวมกันว่าวัสดุเครื่องมือที่มีความแข็งเป็นพิเศษ PCBN ใช้เป็นหลักในการทำมีดหรือเครื่องมืออื่นๆ

เครื่องมือตัด PCBN สามารถแบ่งออกเป็นใบมีด PCBN ที่เป็นของแข็งและใบมีดคอมโพสิต PCBN ที่เผาด้วยคาร์ไบด์

ใบมีดคอมโพสิต PCBN ทำโดยการเผาชั้น PCBN ที่มีความหนา 0.5 ถึง 1.0 มม. บนซีเมนต์คาร์ไบด์ที่มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี ประสิทธิภาพผสมผสานระหว่างความเหนียวที่ดีกับความแข็งสูงและความต้านทานต่อการสึกหรอ ช่วยแก้ปัญหาความแข็งแรงในการดัดงอต่ำและการเชื่อมใบมีด CBN ได้ยาก

⑵ คุณสมบัติหลักและลักษณะเฉพาะของลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์

แม้ว่าความแข็งของคิวบิกโบรอนไนไตรด์จะต่ำกว่าเพชรเล็กน้อย แต่ก็สูงกว่าวัสดุที่มีความแข็งสูงอื่นๆ มาก ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของ CBN คือความเสถียรทางความร้อนสูงกว่าเพชรมาก โดยมีอุณหภูมิสูงกว่า 1200°C (เพชรอยู่ที่ 700-800°C) ข้อดีที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งคือ เป็นสารเฉื่อยทางเคมีและไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กที่อุณหภูมิ 1200-1300°C ปฏิกิริยา. ลักษณะการทำงานหลักของลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์มีดังนี้

1. มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง: โครงสร้างผลึก CBN คล้ายกับเพชร และมีความแข็งและความแข็งแรงใกล้เคียงกับเพชร PCBN เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลวัสดุที่มีความแข็งสูงซึ่งสามารถบดได้ก่อนเท่านั้น และสามารถรับคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานได้ดีขึ้น

2. เสถียรภาพทางความร้อนสูง: ความต้านทานความร้อนของ CBN สามารถเข้าถึง 1,400~1500°C ซึ่งสูงกว่าการต้านทานความร้อนของเพชรเกือบ 1 เท่า (700~800°C) เครื่องมือ PCBN สามารถตัดโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงและเหล็กชุบแข็งด้วยความเร็วสูงได้สูงกว่าเครื่องมือคาร์ไบด์ 3 ถึง 5 เท่า

3 ความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยม: ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุที่มีธาตุเหล็กสูงถึง 1200-1300°C และจะไม่สึกหรอเร็วเท่ากับเพชร ขณะนี้ยังสามารถรักษาความแข็งของซีเมนต์คาร์ไบด์ได้ เครื่องมือ PCBN เหมาะสำหรับการตัดชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งและเหล็กหล่อเย็น สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดเหล็กหล่อด้วยความเร็วสูง

④ การนำความร้อนที่ดี: แม้ว่าค่าการนำความร้อนของ CBN จะไม่สามารถตามเพชรได้ แต่ค่าการนำความร้อนของ PCBN ในวัสดุเครื่องมือต่างๆ นั้นเป็นอันดับสองรองจากเพชร และสูงกว่าเหล็กความเร็วสูงและซีเมนต์คาร์ไบด์มาก

⑤ มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำกว่า: ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำสามารถนำไปสู่การลดแรงตัดในระหว่างการตัด อุณหภูมิในการตัดลดลง และการปรับปรุงคุณภาพของพื้นผิวกลึง

⑶ การใช้เครื่องมือตัดลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์

คิวบิกโบรอนไนไตรด์เหมาะสำหรับการเก็บผิวละเอียดวัสดุที่ตัดยากต่างๆ เช่น เหล็กชุบแข็ง เหล็กหล่อแข็ง โลหะผสมอุณหภูมิสูง ซีเมนต์คาร์ไบด์ และวัสดุสเปรย์บนพื้นผิว ความแม่นยำในการประมวลผลสามารถเข้าถึง IT5 (รูคือ IT6) และค่าความหยาบของพื้นผิวอาจมีขนาดเล็กถึง Ra1.25~0.20μm

วัสดุเครื่องมือคิวบิกโบรอนไนไตรด์มีความเหนียวและแรงดัดงอต่ำ ดังนั้นเครื่องมือกลึงคิวบิกโบรอนไนไตรด์จึงไม่เหมาะสำหรับการกลึงหยาบที่ความเร็วต่ำและแรงกระแทกสูง ในขณะเดียวกันก็ไม่เหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่มีความเป็นพลาสติกสูง (เช่น โลหะผสมอลูมิเนียม โลหะผสมทองแดง โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก เหล็กที่มีความเป็นพลาสติกสูง เป็นต้น) เนื่องจากการตัดขอบที่สะสมอย่างร้ายแรงเหล่านี้จะเกิดขึ้นเมื่อทำงาน ด้วยโลหะทำให้พื้นผิวเครื่องจักรเสื่อมสภาพ

3. วัสดุเครื่องมือเซรามิก

เครื่องมือตัดเซรามิกมีลักษณะความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดี ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม และมีเสถียรภาพทางเคมี และไม่ยึดติดกับโลหะได้ง่าย เครื่องมือเซรามิกมีบทบาทสำคัญในการตัดเฉือน CNC เครื่องมือเซรามิกได้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือหลักสำหรับการตัดและแปรรูปวัสดุที่ตัดเฉือนด้วยความเร็วสูงด้วยความเร็วสูง เครื่องมือตัดเซรามิกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดด้วยความเร็วสูง การตัดแบบแห้ง การตัดแบบแข็ง และการตัดวัสดุที่ตัดเฉือนยาก เครื่องมือเซรามิกสามารถแปรรูปวัสดุที่มีความแข็งสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเครื่องมือแบบดั้งเดิมไม่สามารถแปรรูปได้เลย โดยตระหนักว่า "กลึงแทนการเจียร" ความเร็วตัดที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องมือเซรามิกอาจสูงกว่าความเร็วตัดของเครื่องมือคาร์ไบด์ถึง 2 ถึง 10 เท่า จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตการตัดได้อย่างมาก - วัตถุดิบหลักที่ใช้ในวัสดุเครื่องมือเซรามิกเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในเปลือกโลก ดังนั้นการส่งเสริมและการประยุกต์ใช้เครื่องมือเซรามิกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ลดต้นทุนการประมวลผล และประหยัดโลหะมีค่าเชิงกลยุทธ์ นอกจากนี้ยังจะส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการตัดอย่างมาก ความคืบหน้า.

⑴ ประเภทของวัสดุเครื่องมือเซรามิก

โดยทั่วไปประเภทวัสดุเครื่องมือเซรามิกสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ เซรามิกที่มีอลูมินา เซรามิกที่มีซิลิคอนไนไตรด์ และเซรามิกที่มีซิลิคอนไนไตรด์คอมโพสิต วัสดุเครื่องมือเซรามิกที่ใช้อลูมินาและซิลิคอนไนไตรด์เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ประสิทธิภาพของเซรามิกที่ใช้ซิลิคอนไนไตรด์นั้นเหนือกว่าเซรามิกที่ใช้อลูมินา

⑵ ประสิทธิภาพและลักษณะของเครื่องมือตัดเซรามิก

1) ความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอได้ดี: แม้ว่าความแข็งของเครื่องมือตัดเซรามิกจะไม่สูงเท่ากับ PCD และ PCBN แต่ก็สูงกว่าความแข็งของเครื่องมือตัดคาร์ไบด์และเหล็กความเร็วสูงถึง 93-95HRA เครื่องมือตัดเซรามิกสามารถแปรรูปวัสดุที่มีความแข็งสูงซึ่งยากต่อการประมวลผลด้วยเครื่องมือตัดแบบดั้งเดิม และเหมาะสำหรับการตัดด้วยความเร็วสูงและการตัดแข็ง

2. ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนความร้อนได้ดี: เครื่องมือตัดเซรามิกยังสามารถตัดที่อุณหภูมิสูงกว่า 1200°C ได้ เครื่องมือตัดเซรามิกมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีที่อุณหภูมิสูง เครื่องมือตัดเซรามิก A12O3 มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีเป็นพิเศษ แม้ว่าคมตัดจะอยู่ในสถานะร้อนแดงก็สามารถใช้งานได้ต่อเนื่อง ดังนั้นเครื่องมือเซรามิกจึงสามารถตัดแบบแห้งได้ จึงไม่จำเป็นต้องใช้น้ำมันตัด

3 เสถียรภาพทางเคมีที่ดี: เครื่องมือตัดเซรามิกไม่สามารถยึดติดกับโลหะได้ง่าย ทนทานต่อการกัดกร่อนและมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี ซึ่งสามารถลดการสึกหรอของการยึดเกาะของเครื่องมือตัดได้

④ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ: ความสัมพันธ์ระหว่างเครื่องมือเซรามิกกับโลหะมีขนาดเล็ก และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ซึ่งสามารถลดแรงตัดและอุณหภูมิในการตัดได้

⑶ มีดเซรามิกมีการใช้งาน

เซรามิกเป็นหนึ่งในวัสดุเครื่องมือที่ใช้เป็นหลักในการเก็บผิวละเอียดความเร็วสูงและการเก็บผิวกึ่งละเอียด เครื่องมือตัดเซรามิกเหมาะสำหรับการตัดเหล็กหล่อต่างๆ (เหล็กหล่อสีเทา, เหล็กดัด, เหล็กหล่ออบเหนียว, เหล็กหล่อแช่เย็น, เหล็กหล่อทนการสึกหรอโลหะผสมสูง) และวัสดุเหล็ก (เหล็กโครงสร้างคาร์บอน, เหล็กโครงสร้างโลหะผสม, เหล็กความแข็งแรงสูง, เหล็กแมงกานีสสูง เหล็กชุบแข็ง ฯลฯ) สามารถใช้ตัดโลหะผสมทองแดง กราไฟท์ พลาสติกวิศวกรรม และวัสดุคอมโพสิตได้

คุณสมบัติของวัสดุของเครื่องมือตัดเซรามิกมีปัญหาเรื่องความแข็งแรงในการดัดงอต่ำและมีความเหนียวในการรับแรงกระแทกต่ำ ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการตัดที่ความเร็วต่ำและภายใต้แรงกระแทก

4. วัสดุเครื่องมือเคลือบ

เครื่องมือตัดเคลือบเป็นวิธีสำคัญวิธีหนึ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือ การเกิดขึ้นของเครื่องมือเคลือบทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในด้านประสิทธิภาพการตัดของเครื่องมือตัด เครื่องมือที่ผ่านการเคลือบจะถูกเคลือบด้วยสารประกอบทนไฟตั้งแต่หนึ่งชั้นขึ้นไปซึ่งมีความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีบนตัวเครื่องมือและมีความเหนียวที่ดี โดยผสมผสานเมทริกซ์เครื่องมือเข้ากับการเคลือบแข็ง จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือได้อย่างมาก เครื่องมือเคลือบสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผล ปรับปรุงความแม่นยำในการประมวลผล ยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ และลดต้นทุนการประมวลผล

ประมาณ 80% ของเครื่องมือตัดที่ใช้ในเครื่องมือเครื่อง CNC รุ่นใหม่ใช้เครื่องมือเคลือบ เครื่องมือเคลือบจะเป็นเครื่องมือที่สำคัญที่สุดในสาขาการตัดเฉือน CNC ในอนาคต

⑴ ประเภทของเครื่องมือเคลือบ

ตามวิธีการเคลือบที่แตกต่างกัน เครื่องมือเคลือบสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องมือเคลือบด้วยไอสารเคมี (CVD) และเครื่องมือเคลือบด้วยไอทางกายภาพ (PVD) เครื่องมือตัดคาร์ไบด์เคลือบโดยทั่วไปใช้วิธีการสะสมไอสารเคมี และอุณหภูมิการสะสมจะอยู่ที่ประมาณ 1,000°C เครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูงเคลือบโดยทั่วไปใช้วิธีการสะสมไอทางกายภาพ และอุณหภูมิการสะสมจะอยู่ที่ประมาณ 500°C

ตามวัสดุพื้นผิวที่แตกต่างกันของเครื่องมือเคลือบ เครื่องมือเคลือบสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องมือเคลือบคาร์ไบด์ เครื่องมือเคลือบเหล็กความเร็วสูง และเครื่องมือเคลือบบนเซรามิกและวัสดุที่มีความแข็งมาก (เพชรและลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์)

ตามคุณสมบัติของวัสดุเคลือบ เครื่องมือเคลือบสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ เครื่องมือเคลือบ "แข็ง" และเครื่องมือเคลือบ 'อ่อน' เป้าหมายหลักที่เครื่องมือเคลือบแบบ "แข็ง" ดำเนินการคือมีความแข็งสูงและทนทานต่อการสึกหรอ ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องมือคือมีความแข็งสูงและต้านทานการสึกหรอได้ดี โดยทั่วไปแล้วจะเคลือบ TiC และ TiN เป้าหมายที่ดำเนินการโดยเครื่องมือเคลือบแบบ "อ่อน" คือค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำหรือที่เรียกว่าเครื่องมือหล่อลื่นในตัวเองซึ่งแรงเสียดทานกับวัสดุชิ้นงานมีค่าสัมประสิทธิ์ต่ำมากเพียงประมาณ 0.1 เท่านั้นซึ่งสามารถลดการยึดเกาะลดแรงเสียดทานและลดการตัด แรงและอุณหภูมิในการตัด

เครื่องมือตัดเคลือบนาโน (Nanoeoating) ได้รับการพัฒนาเมื่อเร็ว ๆ นี้ เครื่องมือเคลือบดังกล่าวสามารถใช้วัสดุเคลือบที่แตกต่างกัน (เช่น โลหะ/โลหะ โลหะ/เซรามิก เซรามิก/เซรามิก ฯลฯ) เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการทำงานและประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน การเคลือบนาโนที่ออกแบบอย่างเหมาะสมสามารถทำให้วัสดุเครื่องมือมีฟังก์ชันลดแรงเสียดทานและป้องกันการสึกหรอได้ดีเยี่ยม รวมถึงมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นในตัวเอง ทำให้เหมาะสำหรับการตัดแบบแห้งด้วยความเร็วสูง

⑵ ลักษณะของเครื่องมือตัดเคลือบ

① ประสิทธิภาพเชิงกลและการตัดที่ดี: เครื่องมือเคลือบผสมผสานคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของวัสดุฐานและวัสดุเคลือบเข้าด้วยกัน พวกเขาไม่เพียงแต่รักษาความเหนียวที่ดีและความแข็งแรงสูงของวัสดุฐานเท่านั้น แต่ยังมีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ดังนั้นความเร็วตัดของเครื่องมือที่เคลือบจึงสามารถเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 2 เท่าของเครื่องมือที่ไม่เคลือบผิว และอนุญาตให้มีอัตราการป้อนที่สูงขึ้น อายุการใช้งานของเครื่องมือเคลือบก็ดีขึ้นเช่นกัน

2. ความสามารถรอบด้านสูง: เครื่องมือเคลือบมีความอเนกประสงค์ที่หลากหลายและขยายช่วงการประมวลผลได้อย่างมาก เครื่องมือเคลือบหนึ่งชิ้นสามารถทดแทนเครื่องมือที่ไม่เคลือบได้หลายชิ้น

3 ความหนาของการเคลือบ: เมื่อความหนาของการเคลือบเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานของเครื่องมือก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่เมื่อความหนาของการเคลือบถึงความอิ่มตัว อายุการใช้งานของเครื่องมือจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอีกต่อไป เมื่อเคลือบหนาเกินไปจะทำให้เกิดการลอกได้ง่าย เมื่อการเคลือบบางเกินไป ความต้านทานการสึกหรอจะไม่ดี

④ ความสามารถในการบดซ้ำ: ใบมีดเคลือบมีความสามารถในการบดซ้ำได้ต่ำ อุปกรณ์เคลือบที่ซับซ้อน ความต้องการกระบวนการสูง และใช้เวลาเคลือบนาน

⑤ วัสดุเคลือบ: เครื่องมือที่มีวัสดุเคลือบต่างกันมีประสิทธิภาพการตัดแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อตัดด้วยความเร็วต่ำ การเคลือบ TiC มีข้อดี เมื่อตัดด้วยความเร็วสูง TiN จะเหมาะสมกว่า

⑶การประยุกต์ใช้เครื่องมือตัดเคลือบ

เครื่องมือเคลือบมีศักยภาพอย่างมากในสาขาการตัดเฉือน CNC และจะเป็นเครื่องมือที่สำคัญที่สุดในสาขาการตัดเฉือน CNC ในอนาคต เทคโนโลยีการเคลือบถูกนำไปใช้กับดอกเอ็นมิลล์ รีมเมอร์ ดอกสว่าน เครื่องมือแปรรูปรูคอมโพสิต หัวเกียร์ มีดคัตเตอร์เชปเปอร์ มีดคัตเตอร์โกนเฟือง โบรชขึ้นรูป และเม็ดมีดแบบถอดเปลี่ยนได้แบบยึดด้วยเครื่องจักรต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการต่างๆ ของการประมวลผลการตัดด้วยความเร็วสูง ความต้องการวัสดุ เช่น เหล็กกล้าและเหล็กหล่อ โลหะผสมทนความร้อน และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

5. วัสดุเครื่องมือคาร์ไบด์

เครื่องมือตัดคาร์ไบด์ โดยเฉพาะเครื่องมือตัดคาร์ไบด์แบบถอดเปลี่ยนได้ เป็นผลิตภัณฑ์ชั้นนำของเครื่องมือตัดเฉือน CNC นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา เครื่องมือตัดหรือเม็ดมีดคาร์ไบด์แบบอินทิกรัลและแบบเปลี่ยนเม็ดมีดได้หลากหลายประเภทได้ขยายไปสู่ประเภทต่างๆ กลุ่มเครื่องมือตัดที่หลากหลาย ซึ่งเครื่องมือคาร์ไบด์แบบถอดเปลี่ยนได้ได้ขยายจากเครื่องมือกลึงธรรมดาและหัวกัดปาดหน้า ไปสู่กลุ่มเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรง ซับซ้อน และขึ้นรูปต่างๆ

⑴ ประเภทของเครื่องมือตัดคาร์ไบด์

ตามองค์ประกอบทางเคมีหลัก ซีเมนต์คาร์ไบด์สามารถแบ่งออกเป็นซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ทังสเตนคาร์ไบด์และซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ไทเทเนียมคาร์บอน (ไนไตรด์) (TiC(N))

ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ทังสเตนคาร์ไบด์มีสามประเภท: ทังสเตนโคบอลต์ (YG), ทังสเตนโคบอลต์ไทเทเนียม (YT) และคาร์ไบด์ที่หายาก (YW) แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) และไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TiC), แทนทาลัมคาร์ไบด์ (TaC), ไนโอเบียมคาร์ไบด์ (NbC) ฯลฯ เฟสพันธะโลหะที่ใช้กันทั่วไปคือ Co.

ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่มีไทเทเนียมคาร์บอน (ไนไตรด์) เป็นซีเมนต์คาร์ไบด์ที่มี TiC เป็นส่วนประกอบหลัก (บางชนิดเติมคาร์ไบด์หรือไนไตรด์อื่นๆ เข้าไปด้วย) ขั้นตอนการติดโลหะที่ใช้กันทั่วไปคือ Mo และ Ni

ISO (องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน) แบ่งการตัดคาร์ไบด์ออกเป็นสามประเภท:

คลาส K รวมถึง Kl0 ~ K40 นั้นเทียบเท่ากับคลาส YG ในประเทศของฉัน (องค์ประกอบหลักคือ WC.Co)

หมวดหมู่ P รวมถึง P01 ~ P50 เทียบเท่ากับหมวดหมู่ YT ของประเทศของฉัน (องค์ประกอบหลักคือ WC.TiC.Co)

คลาส M รวมถึง M10~M40 เทียบเท่ากับคลาส YW ในประเทศของฉัน (ส่วนประกอบหลักคือ WC-TiC-TaC(NbC)-Co)

แต่ละเกรดแสดงถึงชุดของโลหะผสมตั้งแต่ความแข็งสูงไปจนถึงความเหนียวสูงสุด โดยมีตัวเลขระหว่าง 01 ถึง 50

⑵ ลักษณะการทำงานของเครื่องมือตัดคาร์ไบด์

1. ความแข็งสูง: เครื่องมือตัดคาร์ไบด์ทำจากคาร์ไบด์ที่มีความแข็งและจุดหลอมเหลวสูง (เรียกว่าเฟสแข็ง) และตัวประสานโลหะ (เรียกว่าเฟสติด) โดยผ่านกระบวนการโลหะวิทยาแบบผง โดยมีความแข็ง 89 ถึง 93HRA สูงกว่าเหล็กความเร็วสูงมาก ที่อุณหภูมิ 5400C ความแข็งยังคงสามารถเข้าถึง 82~87HRA ซึ่งเท่ากับความแข็งของเหล็กความเร็วสูงที่อุณหภูมิห้อง (83~86HRA) ค่าความแข็งของซีเมนต์คาร์ไบด์จะเปลี่ยนไปตามธรรมชาติ ปริมาณ ขนาดอนุภาคของคาร์ไบด์ และปริมาณของเฟสการติดโลหะ และโดยทั่วไปจะลดลงเมื่อปริมาณของเฟสของโลหะติดเพิ่มขึ้น เมื่อเนื้อหาเฟสของสารยึดเกาะเท่ากัน ความแข็งของโลหะผสม YT จะสูงกว่าโลหะผสม YG และโลหะผสมที่เติมด้วย TaC (NbC) จะมีความแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่า

2. ความแข็งแรงและความเหนียวในการดัด: ความแข็งแรงในการดัดของซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้กันทั่วไปอยู่ในช่วง 900 ถึง 1500MPa ยิ่งปริมาณเฟสของสารยึดเกาะโลหะสูงเท่าใด ความต้านทานแรงดัดงอก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เมื่อปริมาณสารยึดเกาะเท่ากัน ความแข็งแรงของโลหะผสมประเภท YG (WC-Co) จะสูงกว่าโลหะผสมประเภท YT (WC-TiC-Co) และเมื่อปริมาณ TiC เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงก็จะลดลง ซีเมนต์คาร์ไบด์เป็นวัสดุที่เปราะ และความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิห้องมีค่าเพียง 1/30 ถึง 1/8 ของเหล็กกล้าความเร็วสูง

⑶ การใช้งานเครื่องมือตัดคาร์ไบด์ที่ใช้กันทั่วไป

โลหะผสม YG ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการแปรรูปเหล็กหล่อ โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ซีเมนต์คาร์ไบด์เม็ดละเอียด (เช่น YG3X, YG6X) มีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูงกว่าคาร์ไบด์เม็ดกลางที่มีปริมาณโคบอลต์เท่ากัน เหมาะสำหรับการแปรรูปเหล็กหล่อแข็งพิเศษบางชนิด สแตนเลสออสเทนนิติก โลหะผสมทนความร้อน โลหะผสมไทเทเนียม ทองแดงแข็ง และวัสดุฉนวนที่ทนต่อการสึกหรอ ฯลฯ

ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของซีเมนต์คาร์ไบด์ประเภท YT คือ มีความแข็งสูง ทนความร้อนได้ดี มีความแข็งสูงและกำลังรับแรงอัดที่อุณหภูมิสูงกว่าประเภท YG และต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี ดังนั้นเมื่อต้องการให้มีดมีความต้านทานความร้อนและการสึกหรอสูงขึ้น ควรเลือกเกรดที่มีปริมาณ TiC สูงกว่า โลหะผสม YT เหมาะสำหรับการแปรรูปวัสดุพลาสติก เช่น เหล็ก แต่ไม่เหมาะสำหรับการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมซิลิคอน-อลูมิเนียม

โลหะผสม YW มีคุณสมบัติของโลหะผสม YG และ YT และมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมที่ดี สามารถใช้ในการแปรรูปเหล็ก เหล็กหล่อ และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก หากปริมาณโคบอลต์ของโลหะผสมประเภทนี้เพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม ความแข็งแรงก็อาจสูงมาก และสามารถใช้สำหรับการตัดเฉือนหยาบและการตัดแบบขัดจังหวะของวัสดุที่ตัดเฉือนยากต่างๆ

6. เครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูง

เหล็กความเร็วสูง (HSS) เป็นเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมสูงที่เพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมมากขึ้น เช่น W, Mo, Cr และ V เครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูงมีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเป็นเลิศในแง่ของความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความสามารถในการแปรรูป ในเครื่องมือตัดที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีรูปทรงใบมีดที่ซับซ้อน เช่น เครื่องมือเจาะรู หัวกัด เครื่องมือทำเกลียว เครื่องมือเจาะ เครื่องมือตัดเฟือง ฯลฯ ยังคงใช้เหล็กความเร็วสูง ครองตำแหน่งที่มีอำนาจเหนือกว่า มีดเหล็กความเร็วสูงลับง่ายเพื่อให้คมตัดคม

ตามการใช้งานที่แตกต่างกัน เหล็กความเร็วสูงสามารถแบ่งออกเป็นเหล็กความเร็วสูงวัตถุประสงค์ทั่วไปและเหล็กความเร็วสูงประสิทธิภาพสูง

⑴ เครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูงอเนกประสงค์

เหล็กกล้าความเร็วสูงวัตถุประสงค์ทั่วไป โดยทั่วไปสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือเหล็กทังสเตนและเหล็กทังสเตนโมลิบดีนัม เหล็กความเร็วสูงชนิดนี้มีปริมาณ 0.7% ถึง 0.9% (C) ตามปริมาณทังสเตนที่แตกต่างกันในเหล็ก มันสามารถแบ่งออกเป็นเหล็กทังสเตนที่มีปริมาณ W 12% หรือ 18% เหล็กทังสเตนโมลิบดีนัมที่มีปริมาณ W 6% หรือ 8% และเหล็กโมลิบดีนัมที่มีปริมาณ W 2% หรือไม่มีเลย W. . เหล็กกล้าความเร็วสูงสำหรับใช้งานทั่วไปมีความแข็งระดับหนึ่ง (63-66HRC) และทนต่อการสึกหรอ มีความแข็งแรงและความเหนียวสูง มีพลาสติกและเทคโนโลยีการประมวลผลที่ดี ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องมือที่ซับซ้อนต่างๆ

1 เหล็กทังสเตน: เกรดทั่วไปของเหล็กทังสเตนเหล็กความเร็วสูงทั่วไปคือ W18Cr4V (เรียกว่า W18) มีประสิทธิภาพโดยรวมที่ดี ความแข็งที่อุณหภูมิสูงที่ 6000C คือ 48.5HRC และสามารถนำไปใช้ในการผลิตเครื่องมือที่ซับซ้อนต่างๆ ได้ มีข้อได้เปรียบในด้านความสามารถในการบดที่ดีและความไวในการสลายตัวของคาร์บอนต่ำ แต่เนื่องจากมีปริมาณคาร์ไบด์สูง การกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอ อนุภาคขนาดใหญ่ ตลอดจนความแข็งแรงและความเหนียวต่ำ

2 เหล็กทังสเตนโมลิบดีนัม: หมายถึงเหล็กความเร็วสูงที่ได้จากการแทนที่ส่วนหนึ่งของทังสเตนในเหล็กทังสเตนด้วยโมลิบดีนัม เกรดทั่วไปของเหล็กทังสเตน-โมลิบดีนัมคือ W6Mo5Cr4V2 (เรียกว่า M2) อนุภาคคาร์ไบด์ของ M2 นั้นละเอียดและสม่ำเสมอ และความแข็งแรง ความเหนียว และความเป็นพลาสติกที่อุณหภูมิสูงนั้นดีกว่าของ W18Cr4V เหล็กทังสเตน-โมลิบดีนัมอีกประเภทหนึ่งคือ W9Mo3Cr4V (เรียกสั้น ๆ ว่า W9) ความเสถียรทางความร้อนสูงกว่าเหล็ก M2 เล็กน้อย ความแข็งแรงและความเหนียวในการดัดงอดีกว่า W6M05Cr4V2 และมีความสามารถในการขึ้นรูปที่ดี

⑵ เครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูงประสิทธิภาพสูง

เหล็กกล้าความเร็วสูงประสิทธิภาพสูงหมายถึงเหล็กกล้าชนิดใหม่ที่เพิ่มปริมาณคาร์บอน ปริมาณวาเนเดียม และองค์ประกอบอัลลอยด์ เช่น Co และ Al ลงในองค์ประกอบของเหล็กกล้าความเร็วสูงสำหรับใช้งานทั่วไป จึงช่วยเพิ่มความต้านทานความร้อนและความต้านทานการสึกหรอ . มีหมวดหมู่หลักๆ ดังต่อไปนี้:

1 เหล็กกล้าคาร์บอนสูงความเร็วสูง เหล็กกล้าความเร็วสูงคาร์บอนสูง (เช่น 95W18Cr4V) มีความแข็งสูงที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิสูง เหมาะสำหรับการผลิตและการแปรรูปเหล็กธรรมดาและเหล็กหล่อ ดอกสว่าน รีมเมอร์ ต๊าป และหัวกัดที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูง หรือเครื่องมือสำหรับการแปรรูปวัสดุที่แข็งกว่า ไม่เหมาะที่จะทนต่อแรงกระแทกขนาดใหญ่

steel เหล็กกล้าความเร็วสูงวาเนเดียมสูง เกรดทั่วไป เช่น W12Cr4V4Mo (เรียกว่า EV4) มีปริมาณ V เพิ่มขึ้นเป็น 3% ถึง 5% มีความต้านทานการสึกหรอได้ดี และเหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่ทำให้เครื่องมือสึกหรอมาก เช่น เส้นใย ยางแข็ง พลาสติก ฯลฯ และยังสามารถใช้สำหรับการแปรรูปวัสดุ เช่น สเตนเลส เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง และโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง

3 เหล็กกล้าความเร็วสูงโคบอลต์ เป็นเหล็กกล้าความเร็วสูงที่มีความแข็งเป็นพิเศษที่ประกอบด้วยโคบอลต์ เกรดทั่วไป เช่น W2Mo9Cr4VCo8 (หรือที่เรียกว่า M42) มีความแข็งสูงมาก ความแข็งสามารถเข้าถึง 69-70HRC เหมาะสำหรับการแปรรูปเหล็กทนความร้อนความแข็งแรงสูงที่ใช้งานยาก โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง โลหะผสมไทเทเนียม ฯลฯ วัสดุในการแปรรูป: M42 มีความสามารถในการบดที่ดีและเหมาะสำหรับการสร้างเครื่องมือที่มีความแม่นยำและซับซ้อน แต่ไม่เหมาะ สำหรับการทำงานภายใต้สภาวะการตัดกระแทก

④ เหล็กอลูมิเนียมความเร็วสูง เป็นเหล็กกล้าความเร็วสูงที่มีความแข็งเป็นพิเศษซึ่งมีอะลูมิเนียม เกรดทั่วไป เช่น W6Mo5Cr4V2Al (หรือที่เรียกว่า 501) ความแข็งที่อุณหภูมิสูงที่ 6000C ก็สูงถึง 54HRC เช่นกัน ประสิทธิภาพการตัดเทียบเท่ากับ M42 เหมาะสำหรับการผลิตหัวกัด ดอกสว่าน รีมเมอร์ คัตเตอร์เฟือง และสว่าน ฯลฯ ใช้สำหรับแปรรูปวัสดุเช่นโลหะผสมเหล็ก สแตนเลส เหล็กความแข็งแรงสูง และโลหะผสมอุณหภูมิสูง

⑤ เหล็กกล้าความเร็วสูงชนิดแข็งพิเศษของไนโตรเจน เกรดทั่วไป เช่น W12M03Cr4V3N หรือที่เรียกว่า (V3N) เป็นเหล็กกล้าความเร็วสูงชนิดแข็งพิเศษที่มีไนโตรเจน ความแข็ง ความแข็งแรง และความเหนียวเทียบเท่ากับ M42 สามารถใช้แทนเหล็กกล้าความเร็วสูงที่มีโคบอลต์ และใช้สำหรับการตัดวัสดุที่ตัดเฉือนยากด้วยความเร็วต่ำและเหล็กกล้าความเร็วต่ำและมีความแม่นยำสูง กำลังประมวลผล.

⑶ การถลุงเหล็กความเร็วสูงและโลหะผงเหล็กความเร็วสูง

ตามกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน เหล็กความเร็วสูงสามารถแบ่งออกเป็นการถลุงเหล็กความเร็วสูงและเหล็กความเร็วสูงโลหะผสมผง

1 การถลุงเหล็กความเร็วสูง: ทั้งเหล็กความเร็วสูงธรรมดาและเหล็กความเร็วสูงประสิทธิภาพสูงนั้นทำโดยวิธีการถลุง พวกมันถูกทำให้เป็นมีดโดยผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การถลุง การหล่อโลหะ และการชุบและการรีด ปัญหาร้ายแรงที่เกิดขึ้นเมื่อถลุงเหล็กความเร็วสูงคือการแยกคาร์ไบด์ คาร์ไบด์แข็งและเปราะมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในเหล็กความเร็วสูง และเม็ดหยาบ (มากถึงหลายสิบไมครอน) ซึ่งส่งผลต่อความต้านทานการสึกหรอและความเหนียวของเครื่องมือเหล็กความเร็วสูง และส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการตัด

2. เหล็กความเร็วสูงของโลหะผง (PM HSS): เหล็กกล้าความเร็วสูงของโลหะผง (PM HSS) เป็นเหล็กเหลวที่ถลุงในเตาเหนี่ยวนำความถี่สูง อะตอมด้วยอาร์กอนแรงดันสูงหรือไนโตรเจนบริสุทธิ์ จากนั้นจึงดับเพื่อให้ได้ คริสตัลที่ละเอียดและสม่ำเสมอ โครงสร้าง (ผงเหล็กความเร็วสูง) จากนั้นกดผงที่ได้ลงในมีดว่างภายใต้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง หรือขั้นแรกให้ทำเหล็กแท่งเล็กแล้วจึงปลอมและม้วนเป็นรูปทรงมีด เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กความเร็วสูงที่ผลิตโดยวิธีการหลอม PM HSS มีข้อดีตรงที่เม็ดคาร์ไบด์มีความละเอียดและสม่ำเสมอ และมีความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานต่อการสึกหรอดีขึ้นมากเมื่อเทียบกับเหล็กความเร็วสูงที่หลอมละลาย ในด้านเครื่องมือ CNC ที่ซับซ้อน เครื่องมือ PM HSS จะพัฒนาและครองตำแหน่งที่สำคัญต่อไป เกรดทั่วไป เช่น F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN ฯลฯ สามารถใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดขนาดใหญ่ รับน้ำหนักมาก และรับแรงกระแทกสูง รวมถึงเครื่องมือตัดที่มีความแม่นยำ

หลักการเลือกวัสดุเครื่องมือ CNC

ในปัจจุบัน วัสดุเครื่องมือ CNC ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายส่วนใหญ่ได้แก่ เครื่องมือเพชร เครื่องมือคิวบิกโบรอนไนไตรด์ เครื่องมือเซรามิก เครื่องมือเคลือบ เครื่องมือคาร์ไบด์ เครื่องมือเหล็กความเร็วสูง ฯลฯ วัสดุเครื่องมือมีหลายเกรด และคุณสมบัติของพวกมันแตกต่างกันอย่างมาก ตารางต่อไปนี้แสดงตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของวัสดุเครื่องมือต่างๆ

ต้องเลือกวัสดุเครื่องมือสำหรับการตัดเฉือน CNC ตามชิ้นงานที่กำลังประมวลผลและลักษณะของการประมวลผล การเลือกวัสดุเครื่องมือควรสอดคล้องกับวัตถุในการประมวลผลอย่างสมเหตุสมผล การจับคู่วัสดุเครื่องมือตัดและวัตถุในการประมวลผลส่วนใหญ่หมายถึงการจับคู่คุณสมบัติทางกล คุณสมบัติทางกายภาพ และคุณสมบัติทางเคมีของทั้งสอง เพื่อให้ได้อายุการใช้งานเครื่องมือที่ยาวนานที่สุดและความสามารถในการผลิตการตัดสูงสุด

1. จับคู่คุณสมบัติทางกลของวัสดุเครื่องมือตัดและวัตถุในการประมวลผล

ปัญหาในการจับคู่คุณสมบัติทางกลของเครื่องมือตัดกับวัตถุในการประมวลผลส่วนใหญ่หมายถึงการจับคู่พารามิเตอร์คุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว และความแข็งของเครื่องมือและวัสดุชิ้นงาน วัสดุเครื่องมือที่มีคุณสมบัติทางกลต่างกันเหมาะสำหรับการแปรรูปวัสดุชิ้นงานที่แตกต่างกัน

1) ลำดับความแข็งของวัสดุเครื่องมือคือ: เครื่องมือเพชร>เครื่องมือลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์>เครื่องมือเซรามิก>ทังสเตนคาร์ไบด์>เหล็กความเร็วสูง

2. ลำดับความแข็งแรงในการดัดงอของวัสดุเครื่องมือคือ: เหล็กความเร็วสูง > ซีเมนต์คาร์ไบด์ > เครื่องมือเซรามิก > เครื่องมือเพชรและคิวบิกโบรอนไนไตรด์

3. ลำดับความเหนียวของวัสดุเครื่องมือคือ: เหล็กความเร็วสูง>ทังสเตนคาร์ไบด์>ลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์ เครื่องมือเพชรและเซรามิก

วัสดุชิ้นงานที่มีความแข็งสูงจะต้องดำเนินการด้วยเครื่องมือที่มีความแข็งสูง ความแข็งของวัสดุเครื่องมือจะต้องสูงกว่าความแข็งของวัสดุชิ้นงาน ซึ่งโดยทั่วไปจะต้องสูงกว่า 60HRC ยิ่งความแข็งของวัสดุเครื่องมือสูงเท่าใด ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อปริมาณโคบอลต์ในซีเมนต์คาร์ไบด์เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและความเหนียวจะเพิ่มขึ้น และความแข็งลดลง ทำให้เหมาะสำหรับการกลึงหยาบ เมื่อปริมาณโคบอลต์ลดลง ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอจะเพิ่มขึ้น ทำให้เหมาะสำหรับการเก็บผิวละเอียด

เครื่องมือที่มีคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูงดีเยี่ยมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดด้วยความเร็วสูง ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยมของเครื่องมือตัดเซรามิกช่วยให้สามารถตัดด้วยความเร็วสูงได้ และความเร็วในการตัดที่อนุญาตอาจสูงกว่าความเร็วของซีเมนต์คาร์ไบด์ 2 ถึง 10 เท่า

2. จับคู่คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเครื่องมือตัดกับวัตถุที่กลึง

เครื่องมือที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน เช่น เครื่องมือเหล็กความเร็วสูงที่มีค่าการนำความร้อนสูงและจุดหลอมเหลวต่ำ เครื่องมือเซรามิกที่มีจุดหลอมเหลวสูงและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ เครื่องมือเพชรที่มีค่าการนำความร้อนสูงและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ เป็นต้น เหมาะสำหรับ การประมวลผลวัสดุชิ้นงานต่างๆ เมื่อแปรรูปชิ้นงานที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ควรใช้วัสดุเครื่องมือที่มีค่าการนำความร้อนดีกว่า เพื่อให้สามารถถ่ายเทความร้อนจากการตัดออกไปได้อย่างรวดเร็ว และลดอุณหภูมิในการตัดได้ เนื่องจากมีค่าการนำความร้อนและการกระจายความร้อนสูง เพชรจึงสามารถกระจายความร้อนจากการตัดได้อย่างง่ายดายโดยไม่ทำให้เกิดการเสียรูปจากความร้อนอย่างมาก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องมือตัดเฉือนที่มีความแม่นยำซึ่งต้องการความแม่นยำของมิติสูง

1. วัสดุเครื่องมือต่างๆ มีอุณหภูมิทนความร้อน: เครื่องมือเพชรอยู่ที่ 700~8000C, เครื่องมือ PCBN อยู่ที่ 13000~15000C, เครื่องมือเซรามิกอยู่ที่ 1100~12000C, ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ TiC(N) อยู่ที่ 900~11000C, ละเอียดพิเศษแบบ WC เกรนคาร์ไบด์อยู่ที่ 800~9000C, HSS อยู่ที่ 600~7000C

2 ลำดับการนำความร้อนของวัสดุเครื่องมือต่างๆ: PCD>PCBN>ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ WC>ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ TiC(N)>HSS>เซรามิกที่ใช้ Si3N4>เซรามิกที่ใช้ A1203

3 ลำดับของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุเครื่องมือต่างๆ คือ: HSS>ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ WC>TiC(N)>เซรามิกที่ใช้ A1203>PCBN>เซรามิกที่ใช้ Si3N4>PCD

④ ลำดับความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของวัสดุเครื่องมือต่างๆ คือ: HSS>ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ WC>เซรามิกที่ใช้ Si3N4>PCBN>PCD>ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ใช้ TiC(N)>เซรามิกที่ใช้ A1203

3. จับคู่คุณสมบัติทางเคมีของวัสดุเครื่องมือตัดกับวัตถุที่กลึง

ปัญหาในการจับคู่คุณสมบัติทางเคมีของวัสดุเครื่องมือตัดและวัตถุในการประมวลผลส่วนใหญ่หมายถึงการจับคู่พารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางเคมี เช่น ความสัมพันธ์ทางเคมี ปฏิกิริยาทางเคมี การแพร่กระจายและการละลายของวัสดุเครื่องมือและวัสดุชิ้นงาน เครื่องมือที่มีวัสดุต่างกันเหมาะสำหรับการแปรรูปวัสดุชิ้นงานที่แตกต่างกัน

1 ความต้านทานต่ออุณหภูมิในการติดของวัสดุเครื่องมือต่างๆ (กับเหล็ก) คือ: PCBN>เซรามิก>ทังสเตนคาร์ไบด์>HSS

2 อุณหภูมิต้านทานการเกิดออกซิเดชันของวัสดุเครื่องมือต่างๆ คือ: เซรามิก>PCBN>ทังสเตนคาร์ไบด์>เพชร>HSS

3 ความแข็งแรงในการแพร่กระจายของวัสดุเครื่องมือ (สำหรับเหล็กกล้า) คือ: เพชร>เซรามิกที่ใช้ Si3N4>PCBN>เซรามิกที่ใช้ A1203 ความเข้มของการแพร่ (สำหรับไทเทเนียม) คือ: เซรามิกที่ใช้ A1203>PCBN>SiC>Si3N4>เพชร

4. การเลือกใช้วัสดุเครื่องมือ CNC อย่างสมเหตุสมผล

โดยทั่วไปแล้ว PCBN เครื่องมือเซรามิก คาร์ไบด์เคลือบ และเครื่องมือคาร์ไบด์ที่ใช้ TiCN เหมาะสำหรับการแปรรูปโลหะกลุ่มเหล็ก เช่น เหล็กกล้า ด้วย CNC ในขณะที่เครื่องมือ PCD เหมาะสำหรับวัสดุโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น Al, Mg, Cu และโลหะผสม และการแปรรูปวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ตารางด้านล่างแสดงรายการวัสดุชิ้นงานบางส่วนที่วัสดุเครื่องมือข้างต้นเหมาะสำหรับการแปรรูป

เครื่องมือ Xinfa CNC มีลักษณะคุณภาพดีและราคาต่ำ สำหรับรายละเอียด กรุณาเยี่ยมชม:

ผู้ผลิตเครื่องมือ CNC – โรงงานเครื่องมือ CNC ของจีนและซัพพลายเออร์ (xinfatools.com)