Ако постоји једна ствар која држи менаџера машинске радионице будним ноћу, то је страх од недоследног рада алата. Знате осећај. Имате огромну поруџбину делова за ваздухопловство, машина ради и одједном – пукне. Алат се ломи, део је уклоњен, а ваша маргина је погођена. У Дезхоу Дриллстар Цуттинг Тоол Цо., Лтд, видимо да се овај сценарио непрестано одвија. Основни узрок? Често то није машина; то је избор материјала резног алата.
Овај чланак је ваш свеобухватан водич за разумевање материјал алата за резање пејзаж. Заронићемо дубоко у зашто карбид је постао индустријски стандард, истражите где алати за резање керамике сјај, и погледајте супертврде материјале као кубни бор нитрид. Било да сечете ливеног гвожђа, алуминијум, или каљени челик, разумевање својстава ових материјала је тајна за боље откључавање век трајања алата и завршну обраду површине.
Зашто је избор материјала резног алата критичан за ваше операције обраде?
Тхе избор алата за сечење је вероватно најважнија одлука у процесу производње. Тхе алат за сечење је тачка контакта између ваших скупих алатна машина и сирово радни комад. Ако та контактна тачка не успе, све остало престаје.
Прво, узмите у обзир топлоту. Током операције обраде, температуре на оштрица може порасти до преко 1000 ° Ц. Ако је материјал алата за резање недостаци врућа тврдоћа, омекшаће и деформисати се. То доводи до лоших толеранција и одбаченог дела. Материјали који се користе у алатима за сечење морају одржавати своју стабилност чак и када је топлота укључена.
Друго, морамо разговарати о отпорност на хабање. Алат који се пребрзо троши захтева честе промене. Овај застој убија ефикасност. Избором на прави алат за сечење са одговарајућим балансом од жилавост и отпорност на хабање, осигуравате да се ваша производна линија стално креће. Ради се о предвидљивости. Када дистрибутер попут вас прода алат машинској радњи, они морају да знају да ће трајати 500 делова, а не да пропадне на 50.
Које су главне врсте материјала за резне алате доступне данас?
Историја од сечење метала је заиста историја науке о материјалима. Током прошлог века, прешли смо са једноставних угљеничних челика на напредне композите који могу да секу кроз очврсле легуре попут путера.
Ево кратког прегледа врсте материјала за резне алате обично видимо:
- Брзорезни челик (ХСС): Стари поуздани. Тешка, али недостаје брзина.
- Цементирани карбид: Радни коњ. Одлично отпорност на хабање и могућности брзине.
- керамика: Демони брзине. Одличан за велике врућине, али ломљив.
- Кермети: Мешавина керамике и метала. Одлично за завршну обраду.
- Супертврди материјали (ЦБН & ПЦД): Специјалисти за екстремну тврдоћу или абразивне материјале.
Разумевање ових врсте сечења материјали вам помажу да ускладите алат са апликацијом. Не бисте користили стаклени чекић за забијање ексера, а не бисте требали користити ХСС за окретање каљеног челика за калупе.
Зашто је цементни карбид индустријски стандард за модерну машинску обраду?
Ако уђете у било коју модерну ЦНЦ радњу, огромна већина алата које видите — завршни глодали, бургије, уметци — направљени су од цементирани карбид. Али шта је то тачно?
Цементирани карбид је композитни материјал. Састоји се од тврдих волфрам карбид честице повезане металним везивом, обично кобалтом. Замислите то као бетон: волфрам је агрегат (камен), а кобалт је цемент. Ова комбинација даје карбидни алати јединствена предност. Они су невероватно тешки, нуде високо отпорност на хабање, али кобалтно везиво пружа довољну жилавост да издржи силу резања без да се одмах разбије.
У Дриллстар-у користимо висококвалитетно микро зрно карбид шипке за производњу наших Чврсте карбидне шипке. Што је зрно ситније, оштрију ивицу можемо да избрусимо, а алат је јачи. Алати за сечење од тврдог метала може да ради при брзинама 2 до 3 пута бржим од ХСС-а, што се директно преводи у новац уштеђен на машинском времену.
Како се алати од брзорезног челика (ХСС) упоређују са алатима за сечење од тврдог метала?
Можда се питате, ако карбид је тако сјајно, зашто брзорезни челик још увек постоји? Брзорезни челик (ХСС) је био револуција када је уведен, дозвољавајући много тога велике брзине резања него старији угљенични алатни челици.
Главна предност ХСС-а је његова жилавост. Може да апсорбује ударце и вибрације које би пуцале карбид алат. Ово чини ХСС идеалним за:
- Старије, мање стабилне машине.
- Прекинути резови.
- Алати сложеног облика који се тешко бруси од чврстог карбида.
Међутим, ХСС има велику слабост: врућа тврдоћа. Када је брзина резања повећава, топлота се брзо ствара. На око 600°Ц, ХСС губи своју тврдоћу. Насупрот томе, алати од цементног карбида задржавају своју тврдоћу на много вишим температурама. За окружења високе производње у којима је време циклуса кључно, карбидно сечење је скоро увек супериоран избор.
Када треба да користите алате за сечење керамике у вашој машини?
Алати за резање керамике су фасцинантна категорија. Састоје се првенствено од алуминијум оксид или силицијум нитрида. Ови материјали су невероватно чврсти и хемијски стабилни. Они не реагују са материјал радног предмета, што спречава врсту хабања која се назива хабање кратера.
Резање керамике сија у одређеним сценаријима:
- Скретање великом брзином: Можете покренути керамику невероватним површинским брзинама.
- Тешко окретање: Обрада каљеног челика (до 60-65 ХРЦ).
- Суперлегуре: Машинска обрада легура на бази никла које се користе у млазним моторима.
међутим, керамичких материјала имати ниске топлотне отпорност на ударце (у неким разредима) и веома су крхки. Ако имате машину са лабавим лежајевима или ако радите тешке испрекидане резове, а алат за резање керамике могао да се разбије. Захтевају чврсту поставку. Али када се правилно примени, алати за резање керамике може уклонити метал брзином којом карбид једноставно не могу додирнути.
Шта је кубни бор нитрид (ЦБН) и зашто је други најтврђи материјал?
Када говоримо о најтврђим материјалима на свету, дијамант је број један. Али одмах иза тога је кубни бор нитрид (ЦБН). ЦБН је други најтврђи материјал познат човеку.
ЦБН се првенствено користи за машинску обраду тврдих црних метала. За разлику од дијаманта, ЦБН не реагује са угљеником на високим температурама, што га чини безбедним за сечење челика. Користе се алати са ЦБН врховима за обраду каљених челика, ливеног гвожђа и синтерованог гвожђа.
Коришћење ЦБН омогућава произвођачима да замене операције брушења машинском обрадом. Ово је процес познат као "тврдо окретање". Уместо да поставите брусни точак, користите ЦБН уметак за окретање каљене осовине до величине. Ово је много брже и еколошки прихватљивије јер користи мање расхладне течности.
Да ли су дијамантски алати за сечење (ПЦД) ултимативно решење за обојене материјале?
Поликристални дијамантски (ПЦД) алати су најтврђи доступни алати за сечење. Резање дијаманата нуди без премца отпорност на хабање. Међутим, постоји квака. Не можете користити дијамант за резање челика.
Зашто? Јер челик садржи угљеник, а дијамант је чисти угљеник. На високим температурама обраде, атоми угљеника у дијаманту желе да мигрирају у челик. Ово узрокује брзо хемијско хабање.
дакле, ПЦД алати аре тхе најбољи алат за сечење избор за обојени материјали. Ово укључује:
- Алуминијум легуре (нарочито алуминијум са високим садржајем силицијума који се користи у аутомобилским моторима).
- Бакар и месинг.
- Композити од угљеничних влакана.
- Абразивни материјали попут дрвета и керамике.
Ако обрађујете алуминијумска кућишта за електронику, ПЦД алат може трајати 50 до 100 пута дуже од алат за сечење од цементног карбида.
Како премази попут титанијум нитрида побољшавају оштрицу?
Основни материјал је само пола приче. Да бисмо извукли максимум из алата, често наносимо танак премаз. Најпознатији је онај златни премаз који видите на бургијама: Титаниум Нитриде (ТиН).
Премази имају неколико намена:
- тврдоћа: Они су тврђи од подлоге, штитећи оштрица.
- Подмазивање: Они смањују трење између алата и чипа, смањујући топлоту.
- Термичка баријера: Имају ниже топлотна проводљивост, задржавајући топлоту у струготини и ван алата.
Осим ТиН, користимо напредне премазе као што су титанијум карбонитрид (ТиЦН) и алуминијум титанијум нитрид (АлТиН). АлТиН је посебно добар за карбидни алати за сечење користи се у сувој машинској обради јер када се загреје формира заштитни слој од алуминијум оксид.
Који фактори треба да воде ваш избор алата за сечење?
Тхе избор материјала резног алата не би требало да буде нагађање. То би требало да буде прорачуната одлука заснована на специфичним варијаблама. Када се консултујемо са клијентима о нашим Царбиде Дриллс, питамо:
- Материјал радног предмета: Да ли је то меки алуминијум или абразивно ливено гвожђе? Материјали попут титанијум захтева алате са специфичним хемијским својствима да би се спречило заглављивање.
- тврдоћа: Ако је ХРЦ изнад 50, потребан вам је карбид високих перформанси или ЦБН.
- Стање машине: Да ли је ваше вретено круто? Ако јесте, можете користити тврђе, ломљивије класе. Ако не, потребна вам је чврстина.
- Обим производње: За прототип, ХСС би могао бити јефтин и добар. За 10.000 делова, цена по делу премазаног карбид алат је далеко нижи.
Тхе прави алат је онај који вам даје најнижу цену по рупи или по обрађеној површини, не нужно онај са најнижом ценом на кутији.
Како дефинишемо и меримо век трајања алата у различитим материјалима?
Век трајања алата се генерално дефинише као време када алат ефикасно сече пре него што поквари или произведе неприхватљиве делове. Неуспеси се дешавају због хабање алата, ломљење или пластична деформација.
У сечење цементног карбида, тражимо предвидљиве обрасце ношења. Желимо да трошење бокова расте споро и равномерно. Ако је оштрица чипс (микро-пукотине), алат може катастрофално да пропадне.
Другачије врсте сечења генеришу различито хабање.
- Одећа кратера: Конкавна депресија на лице алата, изазвана хемијском реакцијом и топлотом. Уобичајено код сечења челика.
- Одећа на боку: Абразија са стране алата. Ово је нормалан механизам на крају животног века за већину карбидни алати.
Коришћење материјала са високим врућа тврдоћа и хемијску стабилност (нпр титанијум карбида премази или силицијум нитрида керамика) одлаже ове механизме хабања.
Како топлотна проводљивост утиче на процес резања?
Врућина је непријатељ. Способност материјала да поднесе топлоту је дефинисана његовим топлотна проводљивост.
У неким случајевима, желите високу проводљивост. На пример, ПЦД (дијамант) има веома високу топлотну проводљивост, што помаже да се топлота одваја од зоне сечења приликом обраде алуминијум.
У другим случајевима, желите ниску проводљивост. Материјал керамичког алата за сечење често има ниску топлотну проводљивост. Ово задржава топлоту у струготини и радном комаду, штитећи структуру алата. Међутим, ово такође значи да керамичке је подложан термички шок. Ако бризгате расхладну течност на врући керамички уметак, он би могао да пукне као врућа чаша у хладној води.
Разумевање овога помаже у избор алата за сечење стратегије—као што је да ли да ради мокро (са расхладном течношћу) или суво.
Балансирање трошкова у односу на учинак: перспектива произвођача
Као произвођач Умеци од цементног карбида, често морам да објашњавам дистрибутерима зашто алат кошта оно што ради.
Стандардни алат може користити крупније зрно волфрам карбид. Јефтиније је. Врхунски алат користи суб-микро зрнасти карбид са 12% кобалта и вишеслојни нано премаз. Премијум алат може коштати 30% више, али траје 300% дуже.
За операције обраде где је време застоја скупо (као на масивној аутоматизованој производној линији), скуп алат је заправо јефтинија опција. Међутим, за малу радњу која ради једнократне поправке, високо сечење перформансе премиум разреда могу бити претеране.
Тхе водич за резни алат куповина је једноставна: израчунајте цену по делу, а не цену по алату.
Резиме: Кључне ствари за одабир материјала за резне алате
Кретање по свету умеци резног алата а чврсти алати могу бити сложени. Ево најважнијих ствари које треба запамтити из овог водича:
- Цементирани карбид је Кинг: Нуди најбољи баланс од тврдоћа и жилавост за 80% од апликације за сечење.
- Ускладите материјал: Користите ПЦД за обојени материјали као алуминијум. Користите ЦБН за тврде челике. Користите керамику за суперлегуре.
- Управљање топлотом: Високе температуре алати за убијање. Изаберите материјале са одговарајућим врућа тврдоћа и топлотна проводљивост.
- Материје премаза: Титанијум нитрид и други ПВД/ЦВД премази значајно продужавају век трајања алата смањењем трења и блокирањем топлоте.
- Цена у односу на вредност: Не гледајте само цену. А оштра резна ивица који дуже траје смањује време застоја машине и стопе отпада.
- ХСС има нишу: Не попусти брзорезни челик за нестабилна подешавања или старије машине где жилавост побеђује брзину.
У Дриллстар-у смо посвећени томе да вам помогнемо да пронађете прави алат за сечење за посао. Било да вам је потребан стандард Машина за брушење бургије решења или прилагођених карбидних профила, разумевање науке о материјалу је први корак ка успеху машинске обраде.
