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山高助力客户应对难加工材料难题

日期: 2018-01-10    来源:中国刀具商务网

  如今,难加工材料在各行各业的应用越来越广泛。尤其是在复杂工作条件和对材料要求比较高的场合,由于需承受较高的压力、较高的温度、足够的耐腐蚀性能及抗变形性能,难加工材料非常适合。随着难加工材料应用的推广,各种新型的难加工材料也不断投入工业应用,以应对不同场合对其材料性能要求的不同需求。这类材料包括,高温合金如Inconel718、Rena 80,钛合金如Ti6Al4V、Ti5553,沉淀硬化不锈钢如PH17-4、PH15-5等等。

  难加工材料特性

  强度比较高

  一般而言,难加工材料的强度高意味着切削力比较大,因此作用于切削刀具上的载荷就比较大,从而影响刀具寿命,及加工过程的稳定性。特别是在高温条件下,与普通钢材相比,难加工材料强度在高温条件下可能数倍于普通钢材。因此,需要刚性更好扭矩更大的机床,加持有力的夹具,在高温下有足够强度的切削刀具等一系列要求。

  导热性差

  难加工材料的导热性一般比较低,导热性低意味着大量的切削热无法通过铁屑或者零件散去,而是大量切削热堆积在刀具上,从而加速磨损降低刀具的寿命。另外切削温度高,也会影响机床的主轴精度。

  加工硬化

  金属材料一般均存在加工硬化或者冷作硬化的现象,但难加工材料这个问题更严重。如果加工刀具和加工策略选择不合理会导致零件愈加工愈硬,最终无法完成加工。

  断屑

  材料断屑对于机加工刀具和零件质量特别重要,但难加工材料往往不容易断屑。因此,容易导致切屑的二次切削,而切屑的二次切削对于刀片寿命是致命的,因为被加工后的切屑即硬又脆,比原材料更难加工。

  化学磨损

  难加工材料中往往含有更多的合金元素,特别是活泼的合金元素,因此在高温高压条件下,材料中与刀具中的合金元素会发生化学反应,容易形成积屑瘤,进一步加速刀具磨损。

  总之,在加工这类材料时无法预期加工效率与刀具寿命,切削状态也无法达到加工传统普通钢材时的水平。

  山高难加工材料解决方案

  Jetstream Tooling® Duo 双飞流车刀产品系列

  山高Jetstream Tooling® Duo 双飞流车刀产品系列适用于难加工材料的车削加工。Jet-stream双飞流刀具的设计理念就是降低其低导热性、不断屑、化学磨损和积屑瘤的影响,采用了高压水射流技术。由于冷却液出口距离切削点的距离较近,比传统浇注式冷却方式冷却效果更好,能够有效降低传人刀具的切削热。冷却液采用高压,压力损失小,在高压作用下切屑容易折断;切削温度降低,化学磨损趋势减弱。

  MS2050材质

  MS2050材质适用于难切削材料的铣削加工。MS2050铣削刀片材质采用了NbN(镀层总厚度3 µm)氮化铌镀层(呈银灰色),能有效避免高温下与钛合金材料间的化学反应,增强其耐热磨损性。具有更佳韧性的优化基体允许在钛合金加工中使用更高的切削参数。主要应用在钛合金、高温合金,以及奥氏体不锈钢类工件材料。实践证明,其在难加工材料加工领域中性能突出。

  其实,切削难加工材料的核心问题是切削热及强度问题,因此在选择刀具时,刀片的基本形状需足够强壮,刃口中等锋利。快进给刀具是一个很好的选择,快进给刀具主偏角比较小,刀片基体比较强壮,适合加工强度较高的材料,而且其切削时主要受轴向力,有利于切削过程稳定。此外,快进给刀具的进给速度高,有利于减少加工硬化趋势。山高刀具拥有丰富的产品系列,能够满足各种不同工况的加工要求。

  快进给系列刀具

  整体硬质合金钻头 Feedmax M槽型

  除此,还有专门针对难加工材料孔加工开发的整体硬质合金钻头Feedmax M槽型。其特点为:加大钻头背锥以防止孔壁回弹造成钻头卡死;降低韧带宽度,减小钻头与孔壁的摩擦。采用渐变后角,钻尖部分加大钻头的后角,提高刃口锋利程度,可采用更高的每转进给量。横刃处理减少了横刃长度,降低对难加工材料的挤压及加工硬化。刃口经过特殊的研磨处理,具有更高的强度。

  专门针对难加工材料开发的整体硬质合金钻头 Feedmax M槽型

  精选案例

  铣削

  材料:Inconel 718

  零件:燃烧室机匣测试件

  刀具:快进给R220.21-3.00-R160.6 (英制)

  刀片:218.19-160T-04-M8,F40M

  加工策略:车铣复合

  线速度: Vc 27 m/min

  每齿进给量:fz 0.44 mm

  切宽: Ae 50mm

  切深:ap 1.5 mm

  冷却方式:水冷

  刀片寿命:22.5 min

  精选案例

  孔加工

  材料:Inconel 718

  零件:紧固件

  刀具:SD203A-01875-079-0236R1-M (Ø 4.76 mm)

  加工方式:通孔钻削

  线速度: Vc 35 m/min

  每转进给量:fz 0.064 mm

  冷却方式:水冷

  刀片寿命:200个零件

  结果:寿命是原加工方式的6倍,效率提高32%

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