❶ 40Cr熱處理硬度在40度以上的鑽孔用什麼鑽頭
高硬度工件加工方法
高硬度鋼、硬粉末金屬、超耐熱合金以及雙金屬材料在工業中的應用越來越廣。用這些材料製作的產品幾乎堅不可摧,同時也給人們帶來了新的難題:怎樣才能以最經濟的方式將這些材料加工成最後的產品。令人欣慰的是刀具供應廠家在開發銑削和車削加工高硬度材料的刀片方面有了新的進展。目前,塗層硬質合金、金屬陶瓷、聚晶氮化硼(CBN)、以及聚晶金剛石(PCD)材料的刀片都得到了應用。這些先進材料製成的特殊形狀的刀片,表層附著的特殊塗層在加工時可以承受機械沖擊和磨損時產生的熱量。但是,使用這些刀片時還需要其他外部條件,其中之一就是需要經驗豐富的刀具供應商的密切配合。
刀片的費用相對較低,硬質合金刀片的成本約占總加工費用的3%,
CBN刀片經過強化、導角,在加工硬度超過50RC的材料時,可以防止刀刃崩刃。
CBN刀片佔到5-6%,所以使用便宜的刀片是一種錯誤的節約方式。採用先進材料的刀片可以在短期內收回投資,且廢品率很低。
另一方面,在一副大銑刀上裝上刀片未必就是一個代價昂貴的錯誤。CBN刀片的費用是硬質合金刀片的8-10倍。在使用這些先進材料的刀片時,如果切削速度和進給量不正確,將影響產品質量和刀具壽命。因為實現庫存儲備困難,選擇合適的刀片需要正確評價加工效益及整個工藝過程。 物有所值從整個加工過程來看,如果考慮調校和更換刀片的時間的話,即使使用費用較低的硬質合金刀具來滿足公差和表面精度要求,那麼這筆費用也是昂貴的。只有對生產能力、加工周期以及刀片性能綜合協調,才能最終形成真正的加工能力。
有一個很好的例子,在一次專門的小批量加工中,使用塗層硬質合金刀片,成功的對一個燒結碳化鋇燃氣渦輪葉片進行銑削加工。在切削速度為120sfm時,只用5-10分鍾就完成了切削。在高硬度材料的大批量加工中,15-30分鍾的刀片壽命是可以接受的。但對於小批量工件,較短的刀具壽命和經常性的更換刀具並不是主要缺陷。然而,在滿負荷生產中延長刀片壽命變得很重要,這樣可以減少換刀時間、換刀人員、提高機器利用率和生產力。現在硬質合金刀片可以很好加工渦輪葉片,如果加工量很大時,就應採用硬度更高、費用更昂貴的CBN刀片。
使用先進材料刀片進行加工必須選取正確的進刀深度和切削速度。Sandvik
Coromant公司的CBN刀片經過強化、導角,在加工硬度超過50RC的材料時,可以防止刀片崩刃。盡管CBN刀片剛性和韌性都很好,但仍需要修正切削機床的參數以保證加工精度的要求,切削速度偏差超過10%就會對加工效果產生很大的影響。
如果你需要加工高硬度材料,請考慮與你的刀具供應商聯系,他們可以根據其他用戶解決類似問題的經驗為你提供解決方案。如果需要作試驗,反復試驗通常從硬質合金刀片開始,再逐步試用理度較高且較貴的刀片。現代刀片幾何學、高剛性刀柄以及精確的加工程序使價格較低的硬質合金恨
片能夠勝任艱巨的切削工作。如果不使用硬質合金刀片,則需要根據具體情況選擇其它刀片,但種類繁多的材料還是會給加工造成很大困難。 硬化鋼
合金鋼在各領域應用很廣,其硬度正在逐步提高。以前工具鋼的硬度一般是45RC,現在,經淬火處理的鋼材硬度達到63RC的情況在模具製造業中已很普遍。模具廠家以前都是在熱處理以前進行切削,現在為避免熱處理引起的變形,必須在熱處理硬化後對高硬度工具鋼進行精加工。在對高硬度合金進行銑削加工時,產生的熱量和壓力會導致塑性變形而加速刀片磨損。
盡管如此,仍可以經濟地用硬質合金刀片加工高硬度鋼。比如在航天工業的加工中,一家專業航天器材製造商在一塊大的300M-4340改良型鍛造硬化鋼上重鏜孔時,轉而使用Sandvik
GC1025硬質合金刀片。大部分金屬材料都是在熱處理以前,硬度為30-32RC時進行加工的,然而,為了修正變形,必須對大工件上精密度要求高的孔進行復鏜,這時材料硬度高達54-55RC。
一些硬度達到60RC的材料中的碳化物顆粒的硬度達到90RC,在加工這些材料時,塗層硬質合金刀片易受磨損。
因為工件較厚,給加工增加了難度,需要對其重復鏜三次才能達到公差要求和表面精度要求。在第一次鏜孔還沒完成時,就因為金屬陶瓷刀具破損而中斷了。這給我們一個警示:破損的刀刃有可能毀壞整個工件。相反,擁有堅硬的PVD塗層和鋒利刀刃的先進的精細的硬質合金刀片,可以持續進行6-9次切削。為了使用硬質合金刀片,供應商推薦將切削速度從300sfm降低為175sfm,但仍保持相同的切削深度。用硬質合金刀片以低切削速度進行三次鏜孔加工耗時80分鍾左右,而陶瓷合金刀具加工時間為一個小時。更重要的是,其附加的安全刀刃將因刃口破損而損傷貴重工件的可能性降到最小。
為找到用硬質合金刀片銑削高硬度鋼材的合適的加工參數,切削速度一般從100sfm開始試驗。試驗性切削的速度可以由150sfm逐漸增加到180sfm。通常進給速度為0.003-0.004英寸每齒。對於刀片的幾何外形,零角度或微小的負前角刀片比正前角刀片的刃口強度高。圓形硬質合金刀片在加工高硬度材料時同樣有優勢,這是因為沒有容易產生應力集中的尖角。 在選擇硬質合金刀具時,主要考慮其強度等級。安全性高的刃口可以承受很大的徑向切削力,以及刀片接觸和離開高硬度鋼時產生的沖擊。另一方面,這些經過特別處理的抗高溫材料可以承受加工硬度達60RC的鋼材時產生的熱量,附有氧化鋁塗層的抗沖擊硬質合金刀片也能承受銑削時產生的高溫。 燒結金屬
由於粉末冶金技術的進步,出現了應用漸廣的高硬度燒結金屬。一家生產商開發了一種含有鎢、碳化鋇的鎳粉合金,其硬度可以達到53RC-60RC。在鎳合金的矩陣結構中的碳化物顆粒硬度高達90RC。在加工這些材料時,塗層硬質合金刀片的刃面很快磨損,最初的刃口被磨平,這是由於顯微結構中的超硬顆粒產生的細微振動會加速刀片的磨損。在加工這種高硬度材料時,硬質合金刀片也可能受剪切力而破碎。
CBN刀片提供了一種效率很高的加工含有鎢和碳化鋇的高硬度粉末金屬的方法,其先進的幾何形狀可以克服細微振動。一位加工粉末合金的用戶發現,使用CBN刀片比最好的硬質合金刀片的壽命要長2000倍。用一個有五塊刀片的平面銑刀,以200sfm的切削速度和0.007英寸/齒的進給速度加工高硬度工件,結果比電火花加工的速度要快75%。
要充分利用CBN,切削參數必須保持在嚴格的范圍:切削速度160sfm,進給速度0.004-0.006英寸/齒,看起來有點慢,但對於加工燒結金屬來說,已經是高的加工效率了。精確的加工參數最好通過30-60秒的試切來確定。先從低速開始,再逐漸加速,直到切削刃出現過多磨損,這樣才能取得最好的臨界值。
加工高硬度金屬時,通常是乾式加工,主要是為了保證切削刃的等溫性。在大多數情況下,帶有雙負前角的圓形刀片是效率最高的,這時切削深度限制在0.04-0.08英寸以內。
由於銑削不是連續加工,在加工洛氏硬度超過60或更高的材料時,產生的持續不斷的沖擊會造成獨特的加工應力。因此機器和刀具必須保持最大的剛度,最小的外伸懸臂,以及最大的強度,以便於承受在加工中產生的沖擊載荷。 超耐熱合金
航天工業中開發的超耐熱合金(HRSAs)越來越多的應用到了汽車工業、醫療機械、半導體、以及電站設備等方面。常見的超耐熱合金有Inconel 718、625、 沃斯帕洛伊合金、鈦6Al4V,現在又增添了鈦合金以及鋁鎂合金。所有的這些材料都給加工增加了難度。
超耐熱合金的硬度很高,一些鈦金屬的硬度高達330布氏硬度。使用傳統的金屬刀具,在切削帶溫度將高達2000°F,將會弱化分子間的約束力,形成金屬流動層。而如果用超耐熱合金刀具,在整個切削過程中,刀具將一直保持硬度不變。
超耐熱合金在加工時也會產生加工硬化現象,會導致刀片過早失效。加工超耐熱合金的難度是多方面的,未剝落的材料被磨蝕劑覆蓋,其鋒利的邊緣甚至會更快地磨損刀片的切削刃。
考慮到這些切削困難,加工超耐熱合金時一般速度較慢。比如用Sandvik GC2040型刀片加工Inconel
718材料的剎車零件時,切削速度為200 sfm;
圓形硬質合金刀片在加工高硬度材料時同樣有優勢,因為沒有尖角結構,所以有很高的強度。
用Sandvik 7020 CBN 刀片加工同種金屬時,切削速度調整為260 sfm。而用無塗層的硬質合金刀片切削工具鋼時,速度為400
- 800 sfm。加工超耐熱合金所採用的進刀量與加工工具鋼的差不多。選擇加工超耐熱合金的刀片時主要考慮材料和工件。正前角硬質合金刀片用來加工超耐熱合金材料的薄壁工件效率很高。但是,加工厚壁工件時,需要負前角的金屬陶瓷刀片,因為這種刀片的切削效率要高一些。在大多數高硬度加工中採用乾式加工以保證切削刃的同溫性,而鈦金屬的加工,即使是很慢的切削速度也需要採取冷卻措施。
加工中超耐熱合金的不斷硬化將加速切削刃刃尖的磨損。沒有尖角的圓形刀片,它的切削刃強度很高,但超耐熱合金的加工硬化現象會導致刀刃產生缺口。連續加工中改變切削深度,可以避免形成加工硬化帶,防止刀具產生缺口,延長刀具壽命。吃刀深度可以這樣變化:第一次0.3英寸,第二次0.125英寸,第三次0.1英寸。 雙金屬材料
雙金屬元件是將硬度較高的材料放在易磨損區域,其它區域為較軟的金屬。這種方式在汽車工業和其它一些領域應用很廣,但同時也給加工帶來了困難。CBN切割硬度大於50RC的材料時效率很高,但如果切削較軟的金屬的話,反而會破碎。PCD刀片可以加工象鋁金屬,但用來加工鐵類金屬時,卻會產生過多磨損。
要高效的加工雙金屬工件,需要對用戶、刀具供應商、設備供應商提供的加工程序進行調整。有這樣一個例子,前文提到的高硬度粉末合金,通過高溫等靜壓機壓制在價格較低的316不銹鋼底層上。通過編程將螺旋形走刀路徑輸入機床,並選用最優的進刀量和切削速度,首先加工粉末合金,然後再加工其底層金屬。這樣可以避免上述問題的發生。
為了提高雙金屬汽缸體的加工效率,汽車製造商必須解決好如何加工研磨鋁合金與鑄鐵的汽缸襯墊的問題。這種結構的設計意味著,硬度較高的鑄鐵耐磨區不可能與較軟的鋁金屬完全隔離。但是我們可以通過機床程序選擇很低的切削速度和很淺的吃刀深度來解決這一問題,這樣我們可以只用抗磨的PCD刀片就能加工鋁層和鑄鐵層,而不需要頻繁的更換切削刀具。
❷ SUS440是什麼材料SUS440熱處理
SUS440是一種不銹鋼材料,屬於日本JIS標准中的一種,對應的是AISI 440C不銹鋼。它是一種高碳鉻不銹鋼,因其優異的耐磨性和耐腐蝕性而廣泛應用於製造刃具、量具、軸承和閥門等。
SUS440系列材料包括SUS440A、SUS440B、SUS440C和SUS440F。這些材料的不同之處在於它們的碳含量和硬度。其中,SUS440A含有最低的碳量(0.75%),而SUS440F含有最高的碳量(1.2%)。隨著碳含量的增加,材料的硬度也會相應提高。
SUS440A和SUS440B鋼材主要用於製造刃具、量具和軸承,其中SUS440B鋼材還適用於製造閥門。SUS440B鋼材相比於SUS440A鋼材具有更高的硬度,但相對於SUS440C鋼材則具有更好的韌性。
SUS440C鋼材具有很高的硬度,當退火處理時,硬度不超過269HB;而經過淬火回火處理後,硬度可達或超過58HRC。這種鋼材具有良好的機械性能,包括較高的抗拉強度(至少560 N/mm²)和延伸率(至少18%)。SUS440C主要用於製造在腐蝕性和強氧化性環境中工作的軸承零件。
SUS440F鋼材是一種提高了切削性的鋼種,特別適用於自動車床加工。它的特性是比SUS440F更適合切削加工,從而提高了生產效率。
❸ 熱處理過的軸頭怎麼鑽孔
熱處理過的軸頭由於比原材料硬度有所增加,機加工切削困難,鑽孔不易鑽削,可根據硬度高低選擇鑽頭。
熱處理後硬度HRC28-32選一般高鈷鑽頭,高鈷HSSCO材質,具有耐高溫及耐磨耗的特性,韌性較好,刃口很鋒利,可避免了粘屑、積屑瘤的產生。用於不銹鋼、模具鋼、鑄鐵、調質鋼、高合金鋼、鈦合金等。
硬度低於HRC28以下一般普通高速鋼鑽頭就可以了,普通高速鋼常見的牌號為W18Gr4V,高速鋼比碳素工具鋼具有更好的韌性、強度、耐熱性,切削速度比碳素工具鋼(鐵碳合金)高很多,因此得名高速鋼;而硬質合金剛比高速鋼的性能更好,切削速度可以再提高2-3倍。
如熱處理硬度高於HRC35以上就只能選擇鎢鈷鈦硬質合金鑽頭了。