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应用案例

开云app(kaiyun)官方网站立方氮化硼刀片加工高速钢的案例

发布日期:2018-01-10 18:13:47

导读:高速钢本身可作为切削刀具材料,因此要加工此类材质的工件,就需要用比高速钢硬度还要高的刀具材料才能加工,那就是立方氮化硼刀片,华菱针对高速钢材质研发出多款刀具材质,具体见正文。

高速钢材料介绍
    高速钢,High Speed Steel,一般简写作HSS,是一种具有高硬度、
高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢,俗称白钢。
    它的主要用途是用来制作金属加工切削刀具、超硬材料刀具刀柄基体、冷挤压模具及冷墩压模具、轧辊等。
    高速钢诞生以来,对现代工业的发展起到了重要的作用。高速钢在高速切削时,即使温度达到500℃,仍然能保持高的硬度,在HRC60以上。

高速钢材料的应用
    常用典型零部件:高速钢自1903年问世以来,一直是以制造金属切削刀具而著称,随着科学技术的飞跃发展,高速钢的应用范围不断扩大。从60年代开始,日本以汽车、自行车工业为中心,试用高速钢做模具取得成功,现在生产的高速钢约有15%用于制造模具。
    其他应用:近年来出现的半高速钢作为一种轧辊材质,具备与高速钢相差不多的高硬度、高耐磨性,且红硬性能优异,所以高速钢和半高速钢均是轧辊制造的理想材料。高速钢轧辊是以高硬度、高红硬性、较好耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊工作层,用韧性能满足要求的锻钢、铸钢或球铁作为轧辊芯部材料,并将二者以冶金或套装方式结合起来的高性能轧辊。

2.jpg

加工高速钢的刀具材质
    高速钢本身可作为切削刀具材料,因此要加工此类材质的工件,就需要用比高速钢硬度还要高的刀具材料才能加工,那就是立方氮化硼刀片,以下是华菱针对高速钢材质所研发的刀具材质,具体如下表:

刀具牌号

适合加工材质

加工方式

推荐切削状态

BN-S10

高速钢

粗加工

断续

BN-S20

淬硬钢、耐热耐磨钢、高锰钢

粗加工,半精加工

断续-连续

BN-H05

淬硬钢,高速钢

精加工

连续切削

BN-H10

淬硬钢,高强度合金

精加工

连续-中断续

BN-H21

淬硬钢,高速钢

精加工

中断续-强断续

高速钢加工案例一

5.jpg

    工件材质:粉末高速工具钢(M2、M4、M5、M6)
    硬    度:HRC65-HRC68
    加工难点:
    原试用某进口品牌刀片,效果不理想,主要表现在粗加工时刀片寿命很短,分析原因是真空热处理后,内孔壁有微变形,导致加工的时候出现断续车削打刀的情况,刀片损耗极大。
    刀具方案:
    鉴于客户曾试用立方氮化硼刀片进行切削硬度HRC67-HRC65的高速工具钢,刀片上表面出现高温脱层造成月牙洼磨损严重,只能加工1件。
    最后尝试刀具材质BN-H10(能承受中等断续切削的刀具材质牌号),切削效果很好,并改为R1.6的刀尖圆弧,一个刀头加工3-5个工件,客户满意。

高速钢加工案例二
    加工材质:HRC67度左右的高速钢
    加工工艺顺序:

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    加工难点:
    a.由于切削温度高,目前用的立方氮化硼刀片在使用时,CBN切削刃经常掉刀头。

8.jpg

    b.刀具寿命太低,在600转/分情况下,精车0.02mm,光洁度很快变差,换刀频次高,刀具最大使用寿命为37件。切削速度改为1000转/分,表现光洁度较好,但刀具寿命更低。
    刀具方案:
    1、刀具结构重新设计:由于高速钢加工硬度高,鉴于客户以前采用的非标槽刀加工,刚性不足,刀具受热后经常出现掉刀头现象,所以改为标准槽刀刀片结构;

    2、刀具材质:刀具牌号选更耐高温切硬度更高的刀具牌号BN-H05,客户使用正常,没有再出现切削尺寸和粗糙度不稳定的情况;客户对刀具的耐用度和使用成本非常满意。

21.jpg

高速钢轧辊加工案例
    加工难点:
    硬度高,加工余量大,切槽切削阻力大,且部分有断续切削冲击,刀片易崩刃。
    试切案例:
    采用开云app(kaiyun)官方网站整体聚晶立方氮化硼刀片BN-S20材质,其刀具寿命是某品牌立方氮化硼刀片的1倍。

2 (2).jpg 

加工材料:高速钢轧辊,硬度HSD90  
选用刀片:BN-S20 RCMX120700  
切削参数:Fr=0.2mm/r,Vc=35m/min

刀具材质

单刃寿命

最终失效形式

华菱 BN-S20

    25槽/刃  

    正常磨损  

某品牌CBN

12槽/刃

破损碎裂

高速钢模具加工案例
    加工难点:
    超高硬度零件,加工余量大,且有断续切削工况严重,刀片易崩损无法正常加工。
    试切案例:
    采用开云app(kaiyun)官方网站复合式CBN刀片BN-H21材质可承受强断续切削,无崩刀现象。

粉末高速钢2.jpg 

加工工况:强断续切削外圆 
加工材料:高耐磨粉末高速钢,HRC65;
选用刀片:BN-H21 CNGA120408
切削参数:ap=0.15mm,Fr=0.1mm/r,Vc=35-60m/min,湿切

刀具材质

刀具寿命

最终失效形式

华菱 BN-H21

     5件   

    正常磨损 

某日系品牌PCBN 

<1件

破损碎裂

 

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