Ако има нешто што го држи менаџерот на машинската продавница буден ноќе, тоа е стравот од неконзистентни перформанси на алатот. Го знаете чувството. Имате огромна нарачка на воздушни делови, машината работи и наеднаш - се скрши. Алатката се скрши, делот се отфрла и вашата маржа добива удар. Во Dezhou Drillstar Cutting Tool Co., Ltd, гледаме дека ова сценарио се одвива постојано. Основната причина? Често, тоа не е машината; тоа е избор на материјал за алат за сечење.
Оваа статија е ваш сеопфатен водич за разбирање на материјал за алат за сечење пејзаж. Ќе нурнеме длабоко во зошто карбид стана индустриски стандард, истражете каде керамички алати за сечење сјај, и погледнете ги супертврдите материјали како кубен бор нитрид. Без разлика дали сечете леано железо, алуминиум, или стврднат челик, разбирањето на својствата на овие материјали е тајната за подобро отклучување век на алат и завршна обработка на површината.
Зошто изборот на материјал за алат за сечење е критичен за вашите машински операции?
На избор на алат за сечење е веројатно најважната одлука во производниот процес. На алатка за сечење е точката на контакт помеѓу вашиот скап машински алат и суровата работното парче. Ако таа контакт точка не успее, се друго запира.
Прво, размислете за топлината. За време на машински операции, температурите на најсовремена може да се искачи до над 1000°C. Ако на материјал за алат за сечење недостига топла цврстина, ќе омекне и деформира. Ова води до слаби толеранции и отфрлен дел. Материјали што се користат во алати за сечење мора да ја одржуваат својата стабилност дури и кога топлината е вклучена.
Второ, треба да разговараме отпорност на абење. Алатката што се троши премногу брзо бара чести промени. Овој прекин ја убива ефикасноста. Со избирање на десен алат за сечење со соодветна рамнотежа на цврстина и отпорност на абење, обезбедувате вашата производна линија да продолжи да се движи. Се работи за предвидливост. Кога дистрибутер како тебе продава алат во машинска продавница, тие треба да знаат дека ќе трае 500 делови, а не да пропадне на 50.
Кои се главните видови материјали за алат за сечење достапни денес?
Историјата на сечење на метал е навистина историја на науката за материјалите. Во текот на минатиот век, се преселивме од едноставни јаглеродни челици до напредни композити кои можат да сечат преку стврднати легури како путер.
Еве брз преглед на видови материјали за алат за сечење најчесто гледаме:
- Челик со голема брзина (HSS): Стариот сигурен. Тежок, но нема брзина.
- Цементиран карбид: Работниот коњ. Одлично отпорност на абење и можности за брзина.
- Керамика: Демоните на брзината. Одлично за висока топлина, но кршливо.
- Кермети: Мешавина од керамика и метал. Одлично за доработка.
- Супертврди материјали (CBN и PCD): Специјалисти за екстремна цврстина или абразивни материјали.
Разбирање на овие видови на сечење материјалите ви помагаат да ја усогласите алатката со апликацијата. Не би користеле стаклен чекан за да забиете шајка, а не треба да користите HSS за да го претворите зацврстениот челик од мувла.
Зошто цементираниот карбид е индустриски стандард за модерна обработка?
Ако влезете во која било модерна продавница за ЦПУ, огромното мнозинство на алатки што ги гледате - мелници, дупчалки, влошки - се направени од цементиран карбид. Но, што точно е тоа?
Цементиран карбид е композитен материјал. Се состои од тешко волфрам карбид честички зацементирани заедно со метално врзивно средство, обично кобалт. Помислете на тоа како бетон: волфрамот е агрегат (камен), а кобалтот е цемент. Оваа комбинација дава карбидни алатки единствена предност. Тие се неверојатно тешки, нудат високи отпорност на абење, но кобалтното врзивно средство обезбедува доволно цврстина за да ги издржи силите на сечење без веднаш да се скрши.
Во Drillstar користиме висококвалитетно микро-жито карбид прачки за производство на нашите Цврсти карбидни прачки. Колку е пофино зрното, толку е поостриот раб што можеме да го мелеме, а алатката е посилна. Алатки за сечење со карбид може да работи со брзина од 2 до 3 пати поголема од HSS, што директно се преведува на пари заштедени на времето на машината.
Како алатите од челик со голема брзина (HSS) се споредуваат со алатките за сечење со карбид?
Можеби се прашувате, дали карбид е толку одлично, зошто го прави тоа челик со голема брзина уште постојат? Челик со голема брзина (HSS) беше револуција кога беше воведен, дозволувајќи многу високи брзини на сечење од постарите јаглеродни челици за алат.
Главната предност на HSS е неговата цврстина. Може да ги апсорбира ударите и вибрациите што би предизвикале а карбид алатка. Ова го прави HSS идеален за:
- Постари, помалку стабилни машини.
- Прекинати намалувања.
- Алатки од сложена форма кои тешко се мелеат од цврст карбид.
Сепак, HSS има голема слабост: топла цврстина. Кога на брзина на сечење се зголемува, топлината брзо се генерира. На околу 600°C, HSS ја губи својата цврстина. Спротивно на тоа, цементирани карбидни алатки ја задржуваат својата цврстина на многу повисоки температури. За високо-продукциски средини каде што времето на циклус е крал, сечење со карбид е скоро секогаш супериорен избор.
Кога треба да користите керамички алати за сечење во вашата машина?
Керамички алатки за сечење се фасцинантна категорија. Тие се составени првенствено од алуминиум оксид или силициум нитрид. Овие материјали се неверојатно тврди и хемиски стабилни. Тие не реагираат со материјал за работното парче, што спречува еден вид абење наречено абење на кратер.
Керамичко сечење сјае во конкретни сценарија:
- Вртење со голема брзина: Можете да ја стартувате керамиката со неверојатни брзини на површината.
- Тешко вртење: Обработка на стврднат челик (до 60-65 HRC).
- Суперлегури: Обработка на легури на база на никел што се користат во млазни мотори.
Сепак, керамички материјали имаат ниска термичка отпорност на удари (во некои степени) и се многу кршливи. Ако имате машина со лабави лежишта или ако правите тешки прекини сечења, a керамички алат за сечење може да се скрши. Тие бараат цврсто поставување. Но, кога се применува правилно, керамички алати за сечење може да го отстрани металот со стапки кои карбид едноставно не може да се допре.
Што е кубен бор нитрид (CBN) и зошто е вториот најтврд материјал?
Кога зборуваме за најтврдите материјали на земјата, дијамантот е број еден. Но веднаш зад тоа е кубен бор нитрид (CBN). CBN е втор најтврд материјал познати на човекот.
CBN првенствено се користи за обработка на тврди црни метали. За разлика од дијамантот, CBN не реагира со јаглерод на високи температури, што го прави безбеден за сечење челик. Се користат алатки со CBN врвови за обработка на стврднати челици, леано железо и синтерувани железа.
Користењето на CBN им овозможува на производителите да ги заменат операциите за мелење со обработка. Ова е процес познат како „тврдо вртење“. Наместо да поставите тркало за мелење, користите CBN влошка за да ја претворите зацврстената оска во големина. Ова е многу побрзо и поеколошки бидејќи користи помалку течност за ладење.
Дали алатките за сечење дијаманти (PCD) се ултимативно решение за обоени материјали?
Алатките со поликристален дијамант (PCD) се најтешките достапни алатки за сечење. Сечење дијаманти нуди неспоредливи отпорност на абење. Сепак, постои улов. Не можете да користите дијамант за сечење челик.
Зошто? Бидејќи челикот содржи јаглерод, а дијамантот е чист јаглерод. На високите температури на обработката, јаглеродните атоми во дијамантот сакаат да мигрираат во челикот. Ова предизвикува брзо хемиско абење.
Затоа, PCD алатки се најдобра алатка за сечење избор за обоени материјали. Ова вклучува:
- Алуминиум легури (особено алуминиум со висок силикон кој се користи во автомобилските мотори).
- Бакар и месинг.
- Композити од јаглеродни влакна.
- Абразивни материјали како дрво и керамика.
Ако обработувате алуминиумски куќишта за електроника, алатката PCD може да трае 50 до 100 пати подолго од Алат за сечење со цементиран карбид.
Како облогите како титаниум нитрид ја подобруваат врвната моќ?
Основниот материјал е само половина од приказната. За да го извлечеме максимумот од алатката, често нанесуваме тенок слој. Најпозната е таа златна обвивка што ја гледате на дупчалките: Титаниум нитрид (TiN).
Облогите служат за неколку намени:
- Цврстина: Тие се поцврсти од подлогата, заштитувајќи го најсовремена.
- Подмачкување: Тие го намалуваат триењето помеѓу алатот и чипот, намалувајќи ја топлината.
- Термичка бариера: Имаат пониски топлинска спроводливост, задржувајќи ја топлината во чипот и надвор од алатот.
Надвор од TiN, ние користиме напредни премази како титаниум карбонитрид (TiCN) и алуминиум титаниум нитрид (AlTiN). AlTiN е особено добар за алат за сечење со карбид се користи во сува обработка бидејќи кога ќе се загрее, формира заштитен слој од алуминиум оксид.
Кои фактори треба да го водат вашиот избор на алатка за сечење?
На избор на материјал за алат за сечење не треба да биде претпоставка. Тоа треба да биде пресметана одлука заснована на специфични променливи. Кога се консултираме со клиентите за нашите Вежби со карбид, прашуваме:
- Материјал за работното парче: Дали е тоа мек алуминиум или абразивно леано железо? Материјали како титаниум бара алатки со специфични хемиски својства за да се спречи запленување.
- Цврстина: Ако HRC е над 50, потребен ви е карбид со високи перформанси или CBN.
- Состојба на машината: Дали ви е цврсто вретеното? Ако одговорот е да, можете да користите поцврсти, покршливи оценки. Ако не, потребна ви е цврстина.
- Обем на производство: За прототип, HSS може да биде евтин и добар. За 10.000 делови, цената по дел од обложената карбид алатката е далеку пониска.
На вистинска алатка е оној што ви дава најниска цена по дупка или по обработена површина, а не нужно онаа со најниската цена на кутијата.
Како да го дефинираме и мериме векот на алатот во различни материјали?
Животот на алатот генерално се дефинира како време кога алатката ефикасно сече пред да пропадне или да произведе неприфатливи делови. Неуспесите се случуваат поради абење на алатот, чипсување или пластична деформација.
Во цементиран карбид сечење, бараме предвидливи модели на абење. Сакаме облекувањето на крилото да расте бавно и рамномерно. Ако на најсовремена чипови (микро-пукнатини), алатот може да пропадне катастрофално.
Различни видови на сечење генерира различно абење.
- Носење на кратер: Конкавна депресија на лице за алат, предизвикани од хемиска реакција и топлина. Заеднички во сечењето челик.
- Носење на страни: Абразија на страната на алатот. Ова е нормален механизам на крајот на животот за повеќето карбидни алатки.
Користење на материјали со висока топла цврстина и хемиска стабилност (како титаниум карбид премази или силициум нитрид керамика) ги одложува овие механизми на абење.
Како топлинската спроводливост влијае на процесот на сечење?
Топлината е непријател. Способноста на материјалот да се справи со топлината е дефинирана со нејзината топлинска спроводливост.
Во некои случаи, сакате висока спроводливост. На пример, PCD (дијамант) има многу висока топлинска спроводливост, што помага да се отстрани топлината од зоната на сечење при обработката алуминиум.
Во други случаи, сакате ниска спроводливост. Материјал за керамички алат за сечење често има ниска топлинска спроводливост. Ова ја задржува топлината во чипот и работното парче, заштитувајќи ја структурата на алатот. Сепак, ова значи и на керамика е подложен на термички шок. Ако фрлите течност за ладење на врела керамичка влошка, таа може да пукне како врела чаша во ладна вода.
Разбирањето на ова помага во избор на алатка за сечење стратегии - како на пример дали да се работи влажно (со течноста за ладење) или суво.
Балансирање на трошоците наспроти перформансите: перспектива на производителот
Како производител на Цементирани карбидни влошки, често морам да им објаснам на дистрибутерите зошто алатката чини колку што чини.
Стандардна алатка може да користи погрубо зрно волфрам карбид. поефтино е. Премиум алатот користи суб-микро-зрнест карбид со 12% кобалт и повеќеслојна нано-облога. Премиум алатката може да чини 30% повеќе, но да трае 300% подолго.
За машински операции каде што времето на застој е скапо (како на масивна автоматизирана производна линија), скапата алатка е всушност поевтината опција. Меѓутоа, за мала продавница за работни места што прави еднократни поправки, на високо сечење изведбата на премиум оценките може да биде претерано.
На водич за алатка за сечење купувањето е едноставно: пресметајте ги трошоците за дел, а не трошоците за алатка.
Резиме: Клучни совети за избор на материјали за алат за сечење
Навигација низ светот на влошки за алат за сечење а цврстите алатки можат да бидат сложени. Еве ги најважните работи што треба да ги запомните од овој водич:
- Цементираниот карбид е крал: Тој нуди најдобар баланс на цврстина и цврстина за 80% од апликации за сечење.
- Поврзете го материјалот: Користете PCD за обоени материјали како алуминиум. Користете CBN за тврди челици. Користете керамика за суперлегури.
- Управување со топлина: Високи температури убиваат алатки. Изберете материјали со соодветни топла цврстина и топлинска спроводливост.
- Облогите се важни: Титаниум нитрид и другите PVD/CVD облоги значително се прошируваат век на алат со намалување на триењето и блокирање на топлината.
- Цена наспроти вредност: Не гледајте само на цената. А остар сечење раб што трае подолго го намалува времето на застој на машината и стапките на отпад.
- HSS има ниша: Не попусти челик со голема брзина за нестабилни поставки или постари машини каде цврстина победува брзина.
Во Drillstar, ние сме посветени да ви помогнеме да го пронајдете десен алат за сечење за работата. Без разлика дали ви треба стандард Машина за мелење со дупчење решенија или сопствени профили на карбид, разбирањето на науката за материјалот е првиот чекор кон успехот на обработката.
