挑戰(zhàn):解決面銑加工中的刀具壽命和與生產(chǎn)安全相關(guān)的崩刃、涂層剝落和熱裂紋等問題。
解決方案:GC1130新材質(zhì)采用了細(xì)晶粒高鉻基體和Zertivo?技術(shù)PVD涂層,大幅提升了基體/涂層的附著力和切削刃完整性狠持。
刀片涂層崩落和切削刃崩刃的情況在困難工況面銑操作中經(jīng)常出現(xiàn),會導(dǎo)致刀具壽命縮短瞻润,這些問題通常出現(xiàn)在復(fù)雜走刀工坊、長懸伸、深型腔加工和濕切作業(yè)中敢订。
山特維克可樂滿開發(fā)了一種新的刀片材質(zhì)GC1130王污,它使用了細(xì)晶粒高鉻基體Zertivo?技術(shù)生產(chǎn)的PVD涂層。GC1130主要用于鋼材(ISO-P)加工,同時昭齐,它也能很好地用于混合材料的加工尿招。
山特維克可樂滿的研發(fā)工程師接受了這項挑戰(zhàn)——對先進的PVD鋼件材質(zhì)GC1030進行再次改進。在系統(tǒng)分析客戶需求的基礎(chǔ)上阱驾,研發(fā)人員通過進行大量的機加工測試完成了這項改進就谜。這些測試全部在真實的機加工車間進行,研發(fā)團隊得到了客戶的大力支持里覆。
研發(fā)人員對測試結(jié)果進行分析丧荐,找到三個主要問題:刀刃線附近崩刃、涂層剝落和熱裂紋(見下圖)∠撸現(xiàn)有材質(zhì)已經(jīng)能充分抵御化學(xué)和磨料磨損圣辩,因此這些方面不需要改變。需要做的是優(yōu)化硬質(zhì)合金和涂層之間的相互作用岛盗,從而最大程度地保持刀片的完整性匆罗。
GC1130的基體十分堅硬且耐磨,這是由其成分中的高鉻含量和細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)所決定的萄尽。碳化鎢顆粒結(jié)構(gòu)可提升刀刃強度并能實現(xiàn)更好记辖、更均衡的性能。
GC1130涂層含有鈦倡照、鋁和鉻苗圃,既能抵抗連續(xù)磨損也能抵御化學(xué)腐蝕。其結(jié)構(gòu)声屯,尤其是涂層顆粒大小和納米層狀結(jié)構(gòu)惫饲,能在最大程度上減少熱裂紋和崩刃現(xiàn)象的產(chǎn)生。
刀片材質(zhì)的幾種成分會相互作用垄暗,一種成分可影響其他成分的屬性。Zertivo技術(shù)所使用的先進控制工藝能優(yōu)化涂層和基體之間的相互作用禀综,更好地避免刀刃線附近出現(xiàn)的涂層剝落和小崩刃問題简烘,從而發(fā)揮出材質(zhì)的全部潛能。
GC1130是第一款Zertivo銑削材質(zhì)定枷,具有非常堅韌的切削刃孤澎。牢固的基體和經(jīng)過優(yōu)化的涂層能有效抵御困難加工條件下刃線的崩刃和破裂問題,例如濕切時的溫度變化就是常見的困難工況欠窒。
首批GC1130產(chǎn)品已于2015年10月1日發(fā)布覆旭,用于CoroMill390銑刀的7毫米和11毫米刀片。GC1130尤其適合于CoroMill 390-07刀片岖妄,它們可廣泛用于高加工要求的重復(fù)方肩銑和長懸伸方肩銑以及車銑等應(yīng)用領(lǐng)域型将。
測試案例
操作:連桿面銑
材料:低合金鋼
刀片材質(zhì):GC1130
切削參數(shù)
GC1130 | 現(xiàn)有解決方案 | |
齒數(shù)zn | 2 | 2 |
主軸轉(zhuǎn)速n rev/min | 2636 | 2636 |
切削速度 vc m/min | 265 | 265 |
工作臺進給 vf mm/min | 791 | 791 |
每齒進給 fz mm | 0.15 | 0.15 |
切削深度 ap mm | 5 | 5 |
切削寬度 ae mm | 26 | 26 |
刀具壽命, min | 54 | 27 |
結(jié)論
現(xiàn)有刀片在使用27分鐘后報廢。GC1130刀具壽命是其兩倍,并顯著提高生產(chǎn)經(jīng)濟性七兜。
磨損形式分布
在項目的前期研究階段丸凭,開發(fā)人員進行了針對性的銑削加工,發(fā)現(xiàn)了幾種主要的磨損類型腕铸。
從左至右順時針(見上圖)
涂層剝落 - 25%
磨料/化學(xué)磨損 - 15%
熱裂紋 - 25%
崩刃 - 35%
CVD and PVD
CVD(化學(xué)氣相沉積)涂層包含各種組合的碳氮化鈦(TiCN)惜犀、氧化鋁(AL2O3)和氮化鈦。這一化學(xué)過程發(fā)生在700–1050 °C的高溫之間裂体。CVD涂層的主要好處是高度耐磨損并具有很好的耐熱性势纺。
PVD(物理氣相沉積)涂層是通過在較低溫度(400–600 °C)下發(fā)生物理反應(yīng)而生成。常用涂層包括氮化物息队、碳氮化物演茂、氧化物和氮氧化物。金屬原料稍圾,通常是含有鈦和鋁的多種復(fù)合物盏踢,在氮氣中蒸發(fā)胰绢,并在刀具上留下一層薄薄的氮化物。PVD材質(zhì)通常用于堅韌鋒利的刀刃。這種涂層方法的抗壓應(yīng)力能提升刀刃硬度并能阻止熱裂紋的產(chǎn)生枪萄。
Zertivo
Zertivo是山特維克可樂滿針對PVD材質(zhì)研發(fā)的專有生產(chǎn)技術(shù)。Zertivo能通過精確控制關(guān)鍵工藝參數(shù)來改進整個涂層生產(chǎn)過程咨锐,從而獲得完美匹配目標(biāo)材質(zhì)的涂層废奖。
除GC1130銑削材質(zhì)外,現(xiàn)在Zertivo技術(shù)也可適用于CoroDrill 880的鉆削材質(zhì)GC4344僵禁。該材質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)與GC1130有所不同阎瘩,可滿足客戶的特殊需求。
【關(guān)于山特維克可樂滿】
山特維克可樂滿成立于1942年碰缔,隸屬于山特維克集團账劲,公司總部位于瑞典山特維肯(Sandviken),在瑞典基默(Gimo)擁有世界上最大的硬質(zhì)合金刀片制造廠金抡。山特維克可樂滿在全球擁有8,000多名雇員瀑焦,在130多個國家和地區(qū)設(shè)有代表機構(gòu)。位于荷蘭梗肝、美國榛瓮、新加坡和中國的4個配送中心確保準(zhǔn)確、迅速地將產(chǎn)品送交客戶手中巫击。
山特維克可樂滿是世界上最大的金屬切削刀具制造與供應(yīng)商禀晓,30,000余種產(chǎn)品覆蓋了車削、銑削坝锰、孔加工等各個金屬加工應(yīng)用領(lǐng)域粹懒。公司非常注重新產(chǎn)品開發(fā)重付,研發(fā)投入為業(yè)內(nèi)平均水平的兩倍,擁有600多個有效專利族崎淳。每年以CoroPak的形式境猜,在春秋兩季向市場推出2,000余種新產(chǎn)品。
山特維克可樂滿于1985年正式進入中國寨衣,公司注冊于上海胸叠,總部位于北京。經(jīng)過三十年的發(fā)展遇托,山特維克可樂滿的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)相當(dāng)完善债烹,設(shè)有42個辦事處,為遍及全國各地的機械加工企業(yè)提供產(chǎn)品和服務(wù)笔广。山特維克可樂滿建有多個效率中心闪侨、應(yīng)用中心和培訓(xùn)中心。位于廊坊的山特維克可樂滿中心灿西,是公司繼瑞典總部山特維肯中心之后投入使用的第二家世界級中心挑明,兩家中心都代表著山特維克可樂滿的最高技術(shù)水平。我們的訂制刀具生產(chǎn)廠也位于河北廊坊善婉。
關(guān)于山特維克可樂滿的更多信息沪翔,請訪問:(暫不可見)
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