眾所周知目前市面最有競爭力的刀具材料就是陶瓷材料,陶瓷刀具材料具有硬度高、耐磨性能和耐熱性能好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良、不易與金屬產(chǎn)生粘結(jié)的特點(diǎn),已成為高速切削高溫合金的主要刀具材料之一。而且金屬陶瓷刀具的最佳切削速度比硬質(zhì)合金刀具高8~10倍,能夠大幅度提高切削效率。那么金屬陶瓷刀具和硬質(zhì)合金刀具那種刀具更好用呢?
近年來,應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具加工鈦基、鎳基和鈷基高溫合金得到廣泛普及,硬質(zhì)合金刀具是數(shù)控加工刀具的主導(dǎo)產(chǎn)品。其硬質(zhì)合金材料在低于600℃的工作溫度下所表現(xiàn)出來的高硬度及高韌性使之成為切削高溫合金及鈦合金非常理想的的刀具。但硬質(zhì)合金刀具有一個(gè)致命的弱點(diǎn),其熔點(diǎn)約為1200℃,當(dāng)切削區(qū)溫度高于800℃時(shí),刀刃的強(qiáng)度和硬度會(huì)大幅下降,磨損加劇,甚至難以完成正常切削。
因此,應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具切削高溫合金材料時(shí),為避免切削區(qū)溫度過高,線速度只能維持在40m/min左右。對(duì)加工余量較大的零件,由于緩慢的切削速度,金屬去除率很低,占機(jī)時(shí)間很長,生產(chǎn)成本大大增加,這使得現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的潛力遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來。
而應(yīng)用陶瓷刀具實(shí)現(xiàn)高速切削的核心就是要充分利用陶瓷材料的高溫特性,提高切削速度,使切削熱量不斷聚積,切削區(qū)溫度升高,軟化切屑,使切削變得很容易。盡管陶瓷材料與硬質(zhì)合金材料相比,其韌性與耐磨性相差很多,但其高溫穩(wěn)定性是硬質(zhì)合金刀具遠(yuǎn)達(dá)不到的。因此,提高線速度是增加切削區(qū)溫度最有效的方法。理論上說,陶瓷刀具的切削速度和金屬去除率應(yīng)是硬質(zhì)合金刀具的5~10倍甚至更多。
金屬陶瓷刀具和硬質(zhì)合金刀具對(duì)比:
1、陶瓷材料的耐磨性不如硬質(zhì)合金,如果采用等切深多次切削,勢必在刀刃與零件的接觸點(diǎn)處出現(xiàn)垂直于刀刃的溝狀磨損。因此,需要不斷改變刀刃與工件的接觸點(diǎn),這種方法對(duì)于延長刀刃的使用壽命非常有效。
2、與硬質(zhì)合金相比,陶瓷材料還是較脆的,因此在切削過程中應(yīng)堅(jiān)決杜絕振動(dòng)現(xiàn)象。這就要求機(jī)床有足夠大的功率,主軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn),進(jìn)給均勻,切削路線為“推削”。不要試圖在普通機(jī)床上使用陶瓷刀具。
3、對(duì)于不同硬度的材料要選用合理的切削參數(shù)及走刀路線,使進(jìn)給和切速優(yōu)化組合,只有這樣才能保證高效切削。
4、陶瓷刀片不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)嗔讯劤墒鹿?,除非?zhí)行了嚴(yán)重的錯(cuò)誤操作。陶瓷刀片主要磨損形式有崩刃、后刀面磨損。所謂后刀面磨損是一種漸進(jìn)的磨損形式,各種刀具都存在這種磨損,其磨損程度與相應(yīng)的切速是衡量刀具壽命的指標(biāo)。對(duì)于鎳基合金零件陶瓷刀片的溝狀磨損現(xiàn)象發(fā)生在切深線上,理想的應(yīng)用方法應(yīng)是溝狀磨損達(dá)到最大的同時(shí)后刀面磨損也達(dá)到最大。溝狀磨損允許擴(kuò)展至刀片1/3的厚度上,迅速的溝狀磨損或崩刃經(jīng)常出現(xiàn)在切削區(qū)域內(nèi),是由于切削區(qū)域熱量不足造成的。只要提高切速或降低進(jìn)給或兩者同時(shí)調(diào)整即可糾正。
5、適用于硬質(zhì)合金刀具的走刀路線應(yīng)區(qū)別于陶瓷刀片走刀路線。由于溝狀磨損陶瓷刀片會(huì)很快失效。陶瓷刀具切削編程與硬質(zhì)合金刀具的編程方法和走刀路線不完全同,必須采用恰當(dāng)?shù)淖叩堵肪€和切削參數(shù)。
6、壁厚小于2mm的薄壁件的精加工,不適合選用陶瓷刀具。還是要使用硬質(zhì)合金刀具。
以上是關(guān)于金屬陶瓷刀具和硬質(zhì)合金刀具的相關(guān)內(nèi)容,這兩種刀具在其不同的領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,如果說一定要說那種刀具好用,只能說是相對(duì)論了,重要的是合適的才是最好的。希望以上內(nèi)容對(duì)讀者有幫助。