Jako dostawcaOstrza z wkładkami węglikowymi, często jestem pytany o przydatność tych ostrzy do zastosowań związanych z toczeniem twardym. Toczenie na twardo, polegające na obróbce materiałów hartowanych o twardości 45 HRC lub wyższej, jest trudnym procesem wymagającym narzędzi skrawających o wyjątkowej wydajności. W tym poście na blogu zbadam, czy ostrza z płytkami węglikowymi są realną opcją w przypadku operacji toczenia na twardo.
Opis ostrzy z węglików spiekanych
Ostrza z wkładkami węglikowymi to narzędzia skrawające wykonane z węglika spiekanego, materiału kompozytowego składającego się z cząstek węglika wolframu (WC) połączonych ze sobą spoiwem metalicznym, zwykle kobaltem (Co). Połączenie wysokiej twardości węglika wolframu i wytrzymałości spoiwa zapewnia płytkom węglikowym doskonałą odporność na zużycie, stabilność w wysokich temperaturach i wydajność skrawania.
Gatunek płytki węglikowej odnosi się do jej specyficznego składu i właściwości, które są dostosowane do różnych zastosowań obróbki. Na przykład niektóre gatunki są przeznaczone do obróbki ogólnego przeznaczenia, podczas gdy inne są zoptymalizowane do obróbki z dużymi prędkościami, obróbki przerywanej lub twardych materiałów. Wybór gatunku płytki węglikowej zależy od takich czynników, jak materiał przedmiotu obrabianego, warunki skrawania i pożądane wykończenie powierzchni.
Zalety ostrzy z węglików spiekanych do toczenia na twardo
Wysoka twardość i odporność na zużycie
Jedną z głównych zalet ostrzy z węglików spiekanych do toczenia na twardo jest ich wysoka twardość. Węglik wolframu ma twardość około 1600 - 2200 HV, co pozwala ostrzom wytrzymać duże siły skrawania i ścieranie występujące podczas obróbki materiałów hartowanych. Ta wysoka odporność na zużycie przekłada się na dłuższą żywotność narzędzia, zmniejszając częstotliwość wymiany narzędzi i zwiększając produktywność.
Stabilność termiczna
Toczenie na twardo generuje znaczną ilość ciepła ze względu na duże siły skrawania i twardość materiału przedmiotu obrabianego. Ostrza z wkładkami węglikowymi charakteryzują się doskonałą stabilnością termiczną, co oznacza, że mogą utrzymać swoją twardość i wydajność cięcia w podwyższonych temperaturach. Ta właściwość pomaga zapobiegać zużyciu i deformacji narzędzia, zapewniając stałą jakość cięcia w całym procesie obróbki.
Wszechstronność
Ostrza z wkładkami węglikowymi są dostępne w szerokiej gamie geometrii i powłok, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań wymagających toczenia na twardo. Można wybrać różne kształty płytek i konstrukcje krawędzi skrawających, aby zoptymalizować tworzenie się wiórów, zmniejszyć siły skrawania i poprawić wykończenie powierzchni. Dodatkowo zaawansowane powłoki, takie jak azotek tytanu (TiN), węglikoazotek tytanu (TiCN) i tlenek glinu (Al₂O₃) mogą jeszcze bardziej zwiększyć odporność ostrzy na zużycie i wydajność cięcia.
Opłacalność
W porównaniu do innych narzędzi skrawających stosowanych do toczenia na twardo, takich jak płytki z sześciennego azotku boru (CBN), ostrza z płytek węglikowych są na ogół bardziej ekonomiczne. Chociaż płytki CBN zapewniają doskonałą wydajność w niektórych zastosowaniach, ich wysoki koszt może nie być uzasadniony w przypadku wszystkich operacji toczenia na twardo. Płytki węglikowe zapewniają dobrą równowagę pomiędzy wydajnością a kosztami, co czyni je popularnym wyborem dla wielu producentów.
Wyzwania i ograniczenia
Kruchość
Jednym z głównych wyzwań związanych ze stosowaniem ostrzy z płytkami węglikowymi do toczenia na twardo jest ich kruchość. Węglik wolframu jest materiałem stosunkowo kruchym, co oznacza, że jest podatny na odpryski i pękanie pod wpływem dużych sił skrawania lub obciążeń udarowych. Może to prowadzić do przedwczesnej awarii narzędzia i złego wykończenia powierzchni. Aby zminimalizować to ryzyko, ważny jest wybór odpowiedniego gatunku płytki węglikowej i parametrów skrawania, a także zapewnienie właściwej obsługi i montażu narzędzia.
Ograniczona prędkość cięcia
Chociaż ostrza z wkładkami węglikowymi charakteryzują się dobrą stabilnością termiczną, mają niższą granicę prędkości skrawania w porównaniu z płytkami CBN. Podczas obróbki bardzo twardych materiałów z dużymi prędkościami generowane ciepło może powodować mięknięcie i szybsze zużycie węglika. Dlatego w zastosowaniach, w których wymagane są duże prędkości skrawania, płytki CBN mogą być lepszym wyborem.
Kompatybilność materiału przedmiotu obrabianego
Nie wszystkie gatunki płytek węglikowych nadają się do wszystkich twardych materiałów. Niektóre gatunki mogą dobrze działać w przypadku niektórych rodzajów stali hartowanych, ale mogą nie być skuteczne w przypadku innych materiałów, takich jak żeliwo lub nadstopy. Ważne jest, aby skonsultować się z producentem narzędzia lub specjalistą ds. obróbki, aby wybrać odpowiedni gatunek płytki węglikowej dla konkretnego materiału przedmiotu obrabianego.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę podczas stosowania ostrzy z płytkami węglikowymi do toczenia na twardo
Materiał przedmiotu obrabianego
Twardość, skład i mikrostruktura materiału przedmiotu obrabianego to najważniejsze czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze gatunku płytki węglikowej do toczenia na twardo. Różne materiały wymagają różnych strategii skrawania i gatunków płytek. Na przykład obróbka stali hartowanych może wymagać innego gatunku niż obróbka żeliwa lub stopów tytanu.
Warunki cięcia
Warunki skrawania, w tym prędkość skrawania, prędkość posuwu i głębokość skrawania, również odgrywają kluczową rolę w działaniu ostrzy z płytkami węglikowymi podczas toczenia na twardo. Należy wybrać optymalne parametry skrawania, aby zrównoważyć trwałość narzędzia, produktywność i wykończenie powierzchni. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku toczenia na twardo zaleca się niższe prędkości skrawania i posuwy, aby zmniejszyć siły skrawania i wytwarzanie ciepła.
Geometria narzędzia i powłoka
Geometria płytki węglikowej, taka jak kąt natarcia, kąt przyłożenia i promień krawędzi skrawającej, może znacząco wpływać na wydajność skrawania. Różne geometrie płytek są przeznaczone do różnych zastosowań, takich jak obróbka zgrubna, wykańczająca lub obróbka przerywana. Dodatkowo wybór powłoki może zwiększyć odporność ostrzy na zużycie i wydajność cięcia.
Sztywność obrabiarki
Sztywność obrabiarki ma kluczowe znaczenie dla pomyślnego toczenia na twardo przy użyciu ostrzy z płytek węglikowych. Sztywna obrabiarka może zminimalizować wibracje i zapewnić stabilne warunki skrawania, co jest kluczowe dla osiągnięcia dobrego wykończenia powierzchni i trwałości narzędzia. Ważne jest, aby używać obrabiarki o wystarczającej mocy i sztywności, aby wytrzymać duże siły skrawania występujące podczas toczenia na twardo.
Studia przypadków
Studium przypadku 1: Obróbka stali hartowanej
Producent obrabiał wał ze stali hartowanej o twardości 55 HRC przy użyciu ostrzy z płytek węglikowych. Wybierając odpowiedni gatunek płytki i optymalizując parametry skrawania, udało się osiągnąć znaczną poprawę trwałości narzędzia w porównaniu do poprzedniej metody. Wykończenie powierzchni obrabianej części również spełniało wymagane specyfikacje, co skutkowało zwiększoną produktywnością i obniżonymi kosztami produkcji.
Studium przypadku 2: Przerywana obróbka materiału hartowanego
W innym przypadku firma wykonywała obróbkę przerywaną na hartowanym półfabrykacie przekładni. Początkowo doświadczyli częstego odpryskiwania narzędzi i słabej jakości wykończenia powierzchni podczas stosowania standardowego gatunku płytek węglikowych. Po konsultacji z dostawcą narzędzia zmieniono podejście na bardziej odpowiedni gatunek płytki z twardszym podłożem i specjalną powłoką. Zmiana ta spowodowała znaczne ograniczenie pęknięć narzędzi i poprawę jakości powierzchni obrabianych kół zębatych.
Wniosek
Podsumowując, ostrzy z płytkami węglikowymi można używać do toczenia na twardo, ale ich przydatność zależy od różnych czynników, takich jak materiał przedmiotu obrabianego, warunki skrawania i dobór narzędzia. Chociaż oferują one kilka zalet, w tym wysoką twardość, odporność na zużycie, stabilność termiczną i opłacalność, mają również pewne ograniczenia, takie jak kruchość i ograniczona prędkość skrawania. Uważnie rozważając te czynniki i wybierając odpowiedni gatunek płytki węglikowej i parametry skrawania, producenci mogą osiągnąć dobre wyniki w toczeniu na twardo przy użyciu ostrzy z płytek węglikowych.
Jeśli jesteś zainteresowany poznaniem zastosowańOstrza z wkładkami węglikowymido zastosowań związanych z toczeniem na twardo lub jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące naszych produktów, skontaktuj się z nami. Mamy zespół ekspertów, który może zapewnić spersonalizowane porady i rozwiązania spełniające Twoje specyficzne potrzeby w zakresie obróbki. NaszWęglikowe krawędzie tnące do usuwania śnieguIWęglikowe wstawki w lemieszach pługów śnieżnychpokazują także nasze zaangażowanie w dostarczanie wysokiej jakości produktów z węglików spiekanych. Rozpocznijmy dyskusję i znajdźmy najlepsze narzędzia skrawające dla Twoich operacji.
Referencje
- „Obróbka materiałów twardych” - Podręcznik ASM, tom 16: Obróbka skrawaniem
- „Technologia narzędzi skrawających” – Stephenson, DA i Agapiou, JS
- „Oprzyrządowanie węglikowe do zastosowań w obróbce skrawaniem” — literatura techniczna Sandvik Coromant
