发布日期:2020-08-20 15:41:37
众所周知,粉末冶金是一种使零件可以“接近最终形状”的成型工艺,广泛应用于汽车、农机生产等行业。粉末冶金零件虽然只需少量的加工,但是极其难加工,这主要是由于粉末冶金材料的多孔性结构所引起的,多孔结构降低了刀具的使用寿命。目前加工粉末冶金零件的刀具材料有硬质合金,金属陶瓷,立方氮化硼等,本文主要介绍了粉末冶金零件难加工的原因,及采用立方氮化硼刀片车削加工粉末冶金零件的应用案例。
粉末冶金零件难加工的原因
虽粉末冶金零件只需少量的加工,但是加工粉末冶金零件是极其困难的,这主要是由于粉末冶金材料的多孔性结构引起的。
多孔性会致使(1)切削刃不耐磨;(2)切削刃温度高,引起刀片磨损和变形;(3)内在的多孔结构引起表面面积增加,使热处理时发生氧化或碳化,并且这些氧化物和碳化物很硬很耐磨;(4)由于孔隙的存在,在较小的面积内硬度值也有一定的波动。测得的宏观硬度虽为HRC20-35 ,但组成零件的颗粒硬度会高达HRC60 ,这些硬颗粒会导致严重而急剧的刃口磨损;(5)很多粉末冶金零件热处理后更硬,强度更高。(6)零件里可能会有掺夹杂物的存在。这些问题都会称为粉末冶金零件难加工的问题。
粉末冶金车削加工刀具的选择
目前,加工粉末冶金的刀具材料有硬质合金、金属陶瓷和立方氮化硼,当粉末冶金零件的硬度低于HRC35,并且颗粒本身硬度不超出范围时,金属陶瓷刀具通常是可选择的刀具之一。金属陶瓷很硬,能有效阻止积屑瘤且能承受高速。
而立方氮化硼刀片因其高硬度和耐磨性而适合于粉末冶金零件的车削加工,当颗粒硬度超过HRC50时,不管宏观硬度值是多少,立方氮化硼刀片是可用的。目前常见的CBN刀具材质有BN-K10材质和BN-K50材质,其中BN-K50材质是粉末冶金加工刀具新材料,可微断续切削粉末冶金,BN-K10材质主要用于连续切削工况,吃刀深度≤0.5mm,是目前加工粉末冶金的理想刀具材质。
立方氮化硼刀片加工粉末冶金零件的切削参数
由于每个零件的大小不同,工况不同,机床刚性不同,因此在加工粉末冶金零件时切削参数有所调整,因此刀具厂家一般只提供一个范围(如下表),从低到高调整至更合理的切削参数值。
立方氮化硼刀片BN-K50材质车削加工粉末冶金带轮的案例
立方氮化硼刀片BN-K10材质车削加工粉末冶金气门座圈的案例