易切削鋁合金
該材料在航空航天工業(yè)應(yīng)用較多增厢,適用的刀具有K10鸦采、K20荸百、PCD囚似,切削速度在2000~4000m/min姊康,進(jìn)給量在3~12m/min,刀具前角為12°~18°幌蹈,后角為10°~18°碎瓢,刃傾角可達(dá)25°∽裕
鑄鋁合金
鑄鋁合金根據(jù)其Si含量的不同戴仁,選用的刀具也不同,對(duì)Si含量小于12%的鑄鋁合金可采用K10乞易、Si3N4刀具贱僚,當(dāng)Si含量大于12%時(shí)鳞爱,可采用PKD(人造金剛石)、PCD(聚晶金剛石)及CVD金剛石涂層刀具吝沃。對(duì)于Si含量達(dá)16%~18%的過硅鋁合金便师,最好采用PCD或CVD金剛石涂層刀具,其切削速度可在1100m/min俱竭,進(jìn)給量為0.125mm/r刮粥。
鑄鐵
對(duì)鑄件谋减,切削速度大于350m/min時(shí)牡彻,稱為高速加工,切削速度對(duì)刀具的選用有較大影響逃顶。當(dāng)切削速度低于750m/min時(shí)讨便,可選用涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷以政;切削速度在510~2000m/min時(shí)霸褒,可選用Si3N4陶瓷刀具;切削速度在2000~4500m/min時(shí)盈蛮,可使用CBN刀具废菱。
鑄件的金相組織對(duì)高速切削刀具的選用有一定影響抖誉,加工以珠光體為主的鑄件在切削速度大于500m/min時(shí)殊轴,可使用CBN或Si3N4,當(dāng)以鐵素體為主時(shí)袒炉,由于擴(kuò)散磨損的原因旁理,使刀具磨損嚴(yán)重,不宜使用CBN思早,而應(yīng)采用陶瓷刀具个宾。如粘結(jié)相為金屬Co,晶粒尺寸平均為3μm包萧,CBN含量大于90%~95%的BZN6000在V=700m/min時(shí)颁音,宜加工高鐵素體含量的灰鑄鐵。粘結(jié)相為陶瓷(AlN+AlB2)荠划、晶粒尺寸平均為10μm恕下、CBN含量為90%~95%的Amborite刀片,在加工高珠光體含量的灰鑄鐵時(shí)刘纸,在切削速度小于1100m/min時(shí)桥庵,隨切削速度的增加,刀具壽命也增加侈滚÷撒辏
普通鋼
切削速度對(duì)鋼的表面質(zhì)量有較大的影響比荡,根據(jù)德國(guó)Darmstadt大學(xué)PTW所的研究,其最佳切削速度為500~800m/min绕睹。
目前憨琳,涂層硬質(zhì)合金诫钓、金屬陶瓷、非金屬陶瓷均可作為高速切削鋼件的刀具材料篙螟。其中涂層硬質(zhì)合金可用切削液菌湃。用PVD涂層方法生產(chǎn)的TiN涂層刀具其耐磨性能比用CVD涂層法生產(chǎn)的涂層刀具要好,因?yàn)榍罢呖珊芎玫乇3秩锌谛螤畋槁裕辜庸ち慵@得較高的精度和表面質(zhì)量惧所。
金屬陶瓷刀具占日本刀具市場(chǎng)的30%绪杏,以TiC-Ni-Mo為基體的金屬陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性好下愈,但抗彎強(qiáng)度及導(dǎo)熱性差,適于切削速度在400~800m/min的小進(jìn)給量蕾久、小切深的精加工势似。
高硬度鋼
高硬度鋼(HRC40~70)的高速切削刀具可用金屬陶瓷僧著、陶瓷履因、TiC涂層硬質(zhì)合金等∈ブ危
金屬陶瓷可用基本成分為TiC添加TiN的金屬陶瓷越客,其硬度和斷裂韌性與硬質(zhì)合金大致相當(dāng),而導(dǎo)熱系數(shù)不到硬質(zhì)合金的1/10辙紧,并具有優(yōu)異的耐氧化性瀑兜、抗粘結(jié)性和耐磨性。另外其高溫下機(jī)械性能好视片,與鋼的親和力小袜娇,適合于中高速(在200m/min左右)的模具鋼SKD加工。金屬陶瓷尤其適合于切槽加工赢凫∈渑埽
采用陶瓷刀具可切削硬度達(dá)HRC63的工件材料,如進(jìn)行工件淬火后再切削样矢,實(shí)現(xiàn)“以切代磨”营将。切削淬火硬度達(dá)HRC48~58的45鋼時(shí),切削速度可取150~180m/min那岁,進(jìn)給量在0.3~0.4min/r冗美,切深可取2~4mm魔种。粒度在1μm,TiC含量在20%~30%的Al2O3-TiC陶瓷刀具粉洼,在切削速度為100m/min左右時(shí)节预,可用于加工具有較高抗剝落性能的高硬度鋼。
高溫鎳基合金
Inconel718鎳基合金是典型的難加工材料属韧,具有較高的高溫強(qiáng)度安拟、動(dòng)態(tài)剪切強(qiáng)度,熱擴(kuò)散系數(shù)較小宵喂,切削時(shí)易產(chǎn)生加工硬化糠赦,這將導(dǎo)致刀具切削區(qū)溫度高、磨損速度加快锅棕。高速切削該合金時(shí)拙泽,主要使用陶瓷÷懔牵
碳化硅晶須增強(qiáng)氧化鋁陶瓷在100~300m/min時(shí)可獲得較長(zhǎng)的刀具壽命顾瞻,切削速度高于500m/min時(shí),添加TiC氧化鋁陶瓷刀具磨損較小顺少,而在100~300m/min時(shí)其缺口磨損較大迈壤。氮化硅陶瓷(Si3N4)也可用于Inconel718合金的加工】牧眩
加拿大學(xué)者M(jìn).A.Elbestawi認(rèn)為趟雄,SiC晶須增強(qiáng)陶瓷加工Inconel718的最佳切削條件為:切削速度700m/min,切深為1~2mm印姑,進(jìn)給量為0.1~0.18mm/z窖夸。
氮氧化硅鋁(Sialon)陶瓷韌性很高,適合于切削過固溶處理的Inconel718(HRC45)合金狮贪,Al2O3-SiC晶須增強(qiáng)陶瓷適合于加工硬度低的鎳基合金杂员。
鈦合金(Ti6Al6V2Sn)
鈦合金強(qiáng)度尾杆、沖擊韌性大设塑,硬度稍低于Inconel718,但其加工硬化非常嚴(yán)重狗丙,故在切削加工時(shí)出現(xiàn)溫度高譬奈、刀具磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象。日本學(xué)者T.Kitagawa等經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出暇昂,用直徑10mm的硬質(zhì)合金K10兩刃螺旋銑刀(螺旋角為30°)高速銑削鈦合金莺戒,可達(dá)到滿意的刀具壽命,切削速度可高達(dá)628m/min,每齒進(jìn)給量可取0.06~0.12mm/z从铲,連續(xù)高速車削鈦合金的切削速度不宜超過200m/min瘪校。
航天用的先進(jìn)復(fù)合材料(如Kevlar和石墨類復(fù)合材料)名段,以往用硬質(zhì)合金和PCD阱扬,硬質(zhì)合金的切削速度受到限制,而在900℃以上高溫下PCD刀片與硬質(zhì)合金或高速鋼刀體焊接處熔化伸辟,用陶瓷刀具則可實(shí)現(xiàn)300m/min左右的高速切削价认。
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