切削加工不銹鋼用CA65系列涂層刀具
不銹鋼具有耐腐蝕裹唆、耐熱、耐久劳坑、無磁性等優(yōu)良特性,廣泛應(yīng)用于家電產(chǎn)品霉尊、廚房用品珍催、IT相關(guān)零件、汽車零件磷可、建筑構(gòu)件等領(lǐng)域据鼓,尤其適合用于制造各種閥門和連接件。由于不銹鋼屬于難切削材料态措,因此在加工時選擇適當(dāng)?shù)那邢鳁l件和切削刀具非常重要宦衡。與普通鋼相比,不銹鋼的切削加工具有以下難點(diǎn):①抗拉強(qiáng)度高左腔,延伸率大、容易產(chǎn)生毛刺翔悠;②與刀具材料具有親和力,容易引起粘刀双炕;③熱傳導(dǎo)系數(shù)小撮抓,切削時容易產(chǎn)生高溫;④具有較強(qiáng)的加工硬化趨勢站超,容易引發(fā)刀具的極限損傷和崩刃乖酬。
為了解決不銹鋼特有的切削加工難題,日本京陶公司對刀具材料和刀具形狀進(jìn)行了深入細(xì)致的研究丘三,開發(fā)了包含多項最佳技術(shù)的切削不銹鋼用CA65系列涂層刀具许辖。
1 CA65系列涂層刀具的特點(diǎn)
⊥ɡ摺(1)刃口精細(xì)化處理技術(shù)
在不銹鋼(尤其是延展性非常大的奧氏體不銹鋼)的切削加工中,容易產(chǎn)生切削終端毛刺和斷續(xù)切削毛刺闺蜈,由于加工硬化作用想祝,這些毛刺的硬度約為材料原來硬度的2倍,加上毛刺的基體富于延展性阅酪,使去除毛刺工序難度很大汁针。
為了在切削加工中抑制毛刺的產(chǎn)生,京陶公司采用刃口精細(xì)化處理(Fine Edge Treatment辉词,F(xiàn)ET)技術(shù)對CA65刀具的刀尖進(jìn)行了精細(xì)化處理(處理程度為原有刀具的1/2),與原有刀具的刀尖形狀相比敷搪,經(jīng)FET技術(shù)處理后的刀尖切削性能顯著提高幢哨,在奧氏體不銹鋼的切削加工中可有效抑制毛刺的產(chǎn)生。由于切削性能的改善闸与,減輕了被加工表面的加工硬化現(xiàn)象喳卢,在其后切削到硬化層時,刀具不易出現(xiàn)極限損傷坦妙,從而減輕了刀具的切削負(fù)荷璃帘。
〔兜肌(2)金黃色涂層技術(shù)
在不銹鋼的切削加工中孔选,極易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象。在切削初期階段厨鸣,粘刀是造成涂層脫落和粘結(jié)磨損的主要原因续誉。被加工材料粘著在刀具前刀面上初肉,會阻礙切屑排出,增大摩擦力牙咏,并使切削溫度迅速升高。此外摔握,不銹鋼的熱傳導(dǎo)系數(shù)比普通鋼小,切削熱很難隨切屑一起排出泊愧,也容易在刀尖部位形成高溫盛正。這是引起刀具材料性能降低、刀具壽命縮短以及加工尺寸精度變化的根源所在窑肾。為了解決粘刀問題灿打,CA65刀具采用了用PICA(Physical Innovation for Coating Advance)技術(shù)對涂層表面凹凸不平進(jìn)行平滑化處理的金黃色涂層,從而可有效減少粘刀現(xiàn)象的發(fā)生瑞喧,同時也減少了因刀具前刀面凹凸不平而造成的破壞源秀毡,防止刀具發(fā)生微小崩刀及突發(fā)性崩損。CA65刀具切削后刀尖的粘刀狀況比原有刀具有了顯著改善蜻肄。
∏僦隆(3)TiCN超級薄膜涂層
在不銹鋼切削中洪鸭,刀具容易發(fā)生極限損傷,經(jīng)常造成刀尖和后刀面尚未正常磨損刀具就提前失效置鼻,無法繼續(xù)使用蜓竹。為了減少極限損傷的發(fā)生,CA65刀具采用了具有高結(jié)合強(qiáng)度司蔬、高硬度和高韌性的TiCN超級薄膜涂層。這種厚度薄而結(jié)合強(qiáng)度高的CVD TiCN涂層具有優(yōu)異的抗極限損傷性能和抗崩刃性能肺缕,即使在刀尖承受強(qiáng)烈沖擊的斷續(xù)切削條件下授帕,也不容易產(chǎn)生涂層剝落和刀具崩損,可實現(xiàn)穩(wěn)定的切削加工膏逮。
』⒈薄(4)MS、MU專用斷屑槽型
切削加工不銹鋼用斷屑槽型追求的不僅是減小切削抗力耍烙,還應(yīng)確保能抵抗極限損傷的強(qiáng)度盈综。
作為首選斷屑槽型的MS斷屑槽型的特點(diǎn)為:①正倒棱;②切削性能與刃口強(qiáng)度兼?zhèn)浜裕虎哿己玫臄嘈肌⑴判夹阅馨小T摂嘈疾坌瓦m用于范圍廣泛的切削加工室谚,帶正前角的高強(qiáng)度切削刃能承受斷續(xù)切削的強(qiáng)烈沖擊,并將極限損傷減小到最低限度眨补,使切削性能與切削刃強(qiáng)度達(dá)到最佳平衡倒脓。
MU斷屑槽型的特點(diǎn)為:①大前角含思;②低切削抗力;③可抑制極限磨損和毛刺饲做。該斷屑槽型適用于中粗切削加工,是對MS斷屑槽型的補(bǔ)充塞弊。由于采用了大前角依堆,因此降低了切削抗力,抑制了被加工材料的加工硬化趨勢蔼紫。此外兆送,刀片的斷屑、排屑負(fù)荷被減小到最低限度余二。該斷屑槽型追求的是對切削刃沖擊小堰漾、切削刃強(qiáng)度不太高但能抑制極限損傷的產(chǎn)生。
2 刀具材料種類及適用范圍
為了能切實應(yīng)對不銹鋼的各種切削加工條件就餐,京陶公司推薦了通用刀具材料CA6525范咨、重視耐磨性的刀具材料CA6515和重視穩(wěn)定性的刀具材料PR1125厂庇。利用這3種刀具材料,能廣泛應(yīng)對高速切削权旷、連續(xù)切削、輕型及重型斷續(xù)切削的需求躲查。
(1)CA6525通用刀具材料
CA6525是能廣泛應(yīng)對從連續(xù)切削到斷續(xù)切削的通用型刀具材料镣煮,由于采用了上述技術(shù)和高韌性基體材料典唇,因此對于不銹鋼的連續(xù)和斷續(xù)切削都能實現(xiàn)優(yōu)異的穩(wěn)定性和長壽命胯府。
÷砬啊(2)CA6515高速切削用刀具材料
CA6515是高速連續(xù)切削用刀具材料,具有極好的耐磨性能占赤,由于采用了上述技術(shù)和抗塑性變形能力優(yōu)良的高硬度基體材料,因此在高速加工中可實現(xiàn)抗塑性變形和抗崩刃性能兼優(yōu)以及良好的加工穩(wěn)定性嫩玻。
(3)PR1125斷續(xù)切削用刀具材料
PR1125是一種對CA6525的抗崩刃性能進(jìn)行了改進(jìn)的刀具材料唁狼,可在不銹鋼輕型到重型斷續(xù)切削范圍內(nèi)發(fā)揮穩(wěn)定的加工性能。PR1125采用了抗崩刃性能優(yōu)異的微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金基體和TiAl系PVD涂層铁魁,即使在苛刻的斷續(xù)切削條件下也能穩(wěn)定地進(jìn)行切削加工。
3 加工實例
實際生產(chǎn)現(xiàn)場的3個加工實例如下:
∷糠隆①加工實例1:工件:外圈(SUS431);切削條件:Vc=200m/min懒闷,ap=2.5mm栈幸,f=0.25mm/r速址,濕式連續(xù)切削;刀具型號:WNMG080408PS芍锚。原有刀具只能采用110m/min的速度加工;而CA6525涂層刀具可以200m/min的速度進(jìn)行高效加工默刚,并增加了加工工件數(shù)量(40個/刀尖荤西,原有刀具為30個/刀尖)。
『子ā②加工實例2:工件:六角螺釘(SUS316)丑钱;切削條件:Vc=110m/min,ap=0.7mm呕漾,f=0.12mm/r,濕式斷續(xù)切削锋力;刀具型號:CNMG120408MS。在斷續(xù)加工時吩饶,原有刀具加工到約400件時工件產(chǎn)生毛刺唯乃,需更換刀具;而CA6525刀具能穩(wěn)定地加工到500件以上拱层。
③加工實例3:工件:六角形軸宴咧;切削條件:Vc=75m/min根灯,ap=2.0mm,f=0.27mm/r掺栅,濕式斷續(xù)切削烙肺;刀具型號:WNMG080408MS。原有刀具的極限切削條件為:切深1.7mm茬高,進(jìn)給量0.23mm/r假抄;而PR1125刀具可達(dá)到:切深2mm,進(jìn)給量0.27mm/r熏瞄。實現(xiàn)了高效加工,并增加了加工工件數(shù)量(65個/刀尖)丐吹。
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