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s136nak80,淬硬模具钢高效精密立铣加工的要求
发布时间:2021-08-20 11:15
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    s136nak80,淬硬模具钢高效精密立铣加工的要求
  

    苏州东锜拥有先进的ERP管理系统,从下料、加工到出货全程管控,公司拥有光谱仪,探伤机,台式和便携式硬度计,每当钢材到货时,IQC都必须进行严格的探伤、硬度检测、成本分析以确保来料品质均能达标;

  

  

s136nak80,淬硬模具钢高效精密立铣加工的要求

  

    大多数模具钢在热处理前都经过机加工,主要用于型腔、凸模、凹槽等的平面铣削和垂直铣削。加工后,进行淬火、回火和其他热处理。此时,硬度可达到HRC 50 ~ 60甚至更高。高硬度可以保证模具的耐磨性,延长其使用寿命。然而,零件在热处理后容易变形,材料变硬,加工性能变差。为了满足***终的精度要求,只能使用磨削甚至手动磨削进行精加工。这种加工方法效率低、周期长、交货晚、成本高,难以满足客户需求。事实上,目前这样的局面已经形成。哪家公nak80材料硬度多少司能高效加工模具,缩短交货时间,降低相应成本,从而扩大市场,扩大销售,赢得竞争。

  

    为了满足上述要求,人们改变了思维,在材料经过热处理和硬化后,刀具是否可以用于切削,特别是各种类型的型腔、型面等是否也可以用立铣刀加工,使它们不仅用于半精加工,而且用于精加工,实现部分或全部“铣而不磨”。刀具单位时间的切削量远大于砂轮磨削,即其加工效率远高于磨削,在设备投资、占地面积、环保、降低总成本等方面可带来诸多经济和社会效益。以下是整体端铣刀为满足切削淬硬钢的要求而进行的改进的描述。

  

    刀具材料的发展与创新:立方氮化硼材料开始用于端铣刀

  

    近年来,当谈到用车削代替磨削和用铣削代替磨削来加工硬化钢时,通常首先使用立方氮化硼(CBN)nak80材料比热刀具材料。立方氮化硼颗粒的硬度可达8000~9000,烧结PCBN的硬度可达3000~5000,耐热性可达1400 ~ 1500℃。PCBN在800℃的硬度高于陶瓷和硬质合金在室温下的硬度,因此硬质合金可以以3-5倍的切削速度切削,其化学稳定性良好。在1200-1300℃时,PCBN不会与铁基材料发生化学反应,仅在2000℃时才会与碳发生反应。立方氮化硼对各种材料的附着力和高温扩散也比硬质合金小得多,因此特别适合加工钢铁材料。立方氮化硼的导热系数是硬质合金的20倍,仅次于金刚石,其导热系数随着温度的升高而增加。立方氮化硼与不同材料的摩擦系数仅为0.1 ~ 0.3,随着切削速度的增加,摩擦系数会减小,而硬质合金的摩擦系数为0.4 ~ 0.6。

  

    三菱材料公司早先开发了一种由立方氮化硼材料制成的立铣刀。其CBN-2XLB R1X5球头立铣刀(即球头半径为1毫米,颈部长度为5毫米)可以在转速为转/分钟、进给速度为1700毫米/分钟、切削深度为0.05毫米(反向进给速度)的条件下铣削SKD11模具钢。切削800米后,齿面磨损仅为0.03毫米。钢材nak80如果切削深度增加到0.1毫米(即在较高的切削载荷下),切削400米后,齿面磨损高度仅为0.022毫米。由于其球头精度高(r公差为5微米,外径公差为0 ~ 10微米)和加工精度高,为了保持同样的高精度, 如果CBN高精度球头立铣刀可用于加工表面,则需要7 ~ 8台同样精度的硬质合金球头立铣刀。

  

    切削淬硬模具钢时,如果选用CBN材料,虽然价格相对较贵,但由于切削速度快,可能具有较好的经济性,可以缩短加工时间,延长刀具寿命,提高产品质量。

  

    当然,如果我们只是选择新的刀具材料而不是实际加工条件,加工成本也可能增加(CBN刀具的价格大约是硬质合金刀具的6 ~ 10倍)。此外,当使用新的刀具材料时,不当的切削条件也会影响加工质量和刀具寿命。因此,应对整个加工任务进行评估,并对生产批次、加工时间、机床和刀具性能进行综合权衡。在保证加工质量的前提下,在切削速度较低的情况下,也可以选择价格较低的涂层硬质合金刀具,也可以达到较好的加工效果。

  

    涂层技术与硬质合金材料的新发展

  

    根据不同的要求,淬硬钢的硬度通常可达HRC 45 ~ 68。为了顺利地切削加工工件,刀具的硬度通常需要达到被切削工件硬度的3 ~ 5倍以上。涂层的硬度通常用维氏硬度来衡量。以三菱产品为例,镀锡端铣刀的硬度为HV1900,MSTAR镀(铝、钛)氮端铣刀的硬度为HV2800,镀(铝、钛、硅)氮端铣刀的硬度为HV3200,***近开发的镀冲击奇迹纳米(铝、钛)氮端铣刀的硬度进一步提高到HV3700,可以说接近PCBN的硬度值。其氧化起始温度和涂层结合力进一步提高,同时摩擦系数不断降低。如果简单地将HRC值与HV值进行比较,HRC68大约相当于HV940。虽然硬度值的增加和比较不是线性的,但可以看出(铝、钛)氮涂层MSTAR立铣刀已经可以切削淬硬钢,而冲击奇迹涂层VF系列立铣刀具有较高的硬度和氧化起始温度,可以获得较好的加工效果。

  

    冲击奇迹涂层VF系列立铣刀切削实例:

  

    1.高速钢SKH51(M2)模具(硬度HRC65)用Vf2SB 1球头铣刀加工。切削参数为:转速转/分,进给速度6000毫米/分,0.15毫米/齿,背面切削量0.07毫米,侧面切削量0.2毫米,空冷。切割长度达到30米后,刀具仍未损坏。

  

    2.用VFMD φ6直角立铣刀加工模具钢SKDII(HRC60),切削参数为:转速8000转/分,进给速度2160毫米/分(0.045毫米/齿),空冷。切割长度达到100米后,刀具仍未损坏。

  

    3.用VF2SB R3球头铣刀加工压铸模具进行热加工(材质DH315,硬度HRC52),切削参数为:转速转/分,进给速度1600毫米/分,每齿进给速度0.05毫米/齿,反进给速度(切削深度)2毫米,侧进给速度0.2毫米,铣削,空冷。虽然这种材料有很强的韧性,但刀具只有在切削超过120米后才会损坏。

  

    4.HRC68以上粉末冶金高速钢模具用Vf2SB 1球头立铣刀切削,切削参数为:转速8000转/分,进给速度1260毫米/分,每齿进给量0.08毫米/齿,反切削量0.2毫米,侧切削量0.07毫米,空冷,下铣。切割长度可达50米以上,比普通立铣刀的寿命长几倍。

  

    5.用VF2SB10球头铣刀加工模具钢SKDII(HRC60),切削参数如下:转速1200转/分,进给速度240毫米/分,每齿进给量0.1毫米/齿,反切削量高达8毫米,侧切削量0.5毫米,正向铣削,空冷。在如此大的切割深度下,它仍能切割30米,是旧产品的3倍。

  

    6.用长颈VF2XLB R1×20球头铣刀加工模具的深槽。材料是SKDII(HRC60)。切削参数为:转速转/分,进给速度1000毫米/分,每齿进给量0.05毫米/齿,空气冷却和向下铣削。往复切割长度可达20米,是其他同类产品寿命的两倍。

  

    7.VFMD直角端铣刀用于同时加工硬度高达HRC60的淬火钢的侧面和底面。切割稳定,可获得良好的表面质量。芯片形状和颜色正常。切割速度为151米/分钟,每齿进给量为0.1毫米/齿。底部边缘具有良好的抗缺陷性和外围边缘的耐磨性。

  

    8.SKDII(60HRC)用圆弧端铣刀VFMDRB加工,切削速度50m/min,每齿进给0.05mm/齿,切削深度0.5mm,切削宽度8mm,向前铣削,空冷。切割长度达到8m后,刀具几乎没有损坏。

  

    立铣刀基体中的超细硬质合金颗粒

  

    加工端铣刀齿时,它们反复承受冲击载荷,因此它们必须具有足够的韧性。切削硬化材料时,切削力较大,应提高韧性。如今,涂层的硬度越来越高。涂层保证了切削淬硬钢时刀具的耐磨性,而基体材料更能保证切削加工性和韧性。涂层硬质合金立铣刀的基体材料主要是高韧性、抗振性好的K型硬质合金(碳化钨是主要成分)。为了提高韧性,应细化碳化钨晶粒。涂层表面越硬,基体晶粒越细,nak80钢的化学成分硬化钢的性能越高。冲击奇迹涂层基体材料的晶粒度可达1μm以下,从而同时提高了基体材料的耐磨性和韧性。

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