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【兆恒機(jī)械】號(hào)稱最難切削材質(zhì)的高溫合金,被這五種武器攻克了

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  • 添加日期:2021年04月08日

高溫合金是典型的難加工材料,甚至可以說(shuō)是各種難切削材料中最難切削的材料。其難加工主要表現(xiàn)在刀具切削加工時(shí)切削溫度高、切削力大、加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重、刀具易磨損、生產(chǎn)效率低等。因此,高溫合金加工刀具是解決高溫合金加工難問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

在我們充分認(rèn)識(shí)所加工高溫合金材料的性能和切削特點(diǎn)后,合理選擇切削刀具與切削條件,是可以很好地完成切削加工的。今天,小編就為大家介紹幾款口碑極佳的高溫合金加工刀具。

山特維克可樂(lè)滿

針對(duì)高溫合金難加工的問(wèn)題,作為全球刀具行業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè),山特維克可樂(lè)滿不斷地研發(fā)新型刀具材質(zhì)和加工技術(shù)以提高高溫合金加工的安全性和高效率,新型專利技術(shù)和高性能產(chǎn)品也不斷推出。

全新陶瓷材質(zhì)CC6220和CC6230高速加工

航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)部件必須能夠承受極端高溫,目前對(duì)該需求日益增長(zhǎng),這一溫度已經(jīng)超越了Inconel及其它高性能超級(jí)合金的能力極限。粉末高溫合金材料可以被特制成能夠承受更高溫度的材料,但它們比Inconel 718更難加工,加工的效率也極其低下。

全新陶瓷材質(zhì)CC6220和CC6230開發(fā)目的就是加工晶須陶瓷和SiAlON無(wú)法加工的難切削材料。它們高切削速度的優(yōu)異性能有助于降低單個(gè)零件成本,在中間階段加工勝過(guò)其它材質(zhì)。無(wú)論是切削速度還是進(jìn)給,與晶須陶瓷和SiAlON相比,它們?cè)诟咔邢魉俣葧r(shí)可確保工藝穩(wěn)定并將生產(chǎn)率提升至新的水平。

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CoroMill Plura高進(jìn)給整體硬質(zhì)合金立銑刀

全新CoroMill? Plura HFS ISO S已針對(duì)鎳合金高進(jìn)給側(cè)銑經(jīng)過(guò)優(yōu)化;這種可靠的高生產(chǎn)率解決方案適用于困難的銑削工序,例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件。

  • 鎳基材料專用全新槽型概念

  • 鎳基材料的全新材質(zhì)

  • 芯部尺寸經(jīng)過(guò)優(yōu)化

  • 圓角半徑設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化

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對(duì)于高溫合金的加工,山特維克可樂(lè)滿已經(jīng)不滿足于單單為用戶提供切削刀具,而是提供全方位的整套解決方案,生成全鏈條的服務(wù),更好的服務(wù)于客戶。

株洲鉆石

株洲鉆石在傳統(tǒng)PVD涂層工藝的基礎(chǔ)上,從多元和多層兩方面進(jìn)行了研究,突破了等離子增強(qiáng)納米多層調(diào)制周期結(jié)構(gòu)PVD技術(shù),優(yōu)化后YBG102牌號(hào)納米多層結(jié)構(gòu)涂層的調(diào)制周期顯著降低到納米尺度。

而對(duì)于高溫合金的加工,一方面切削加工中特別是車削加工要求良好的耐磨性好,另外耐熱合金等材料的加工中產(chǎn)生的熱量高,又要求材料具有良好的耐熱性能。

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因此在基體方面,對(duì)于為了高耐磨性要求選擇低Co含量的設(shè)計(jì),為提高產(chǎn)品的高溫抗塑性變形能力采用細(xì)顆粒的WC及并添加適量TaC立方相進(jìn)一步提升高溫性能。因此開發(fā)出了YBG105,YBG105較YBG102性能提升30%,全面超過(guò)和滿足現(xiàn)場(chǎng)精加工、半精加工和粗加工要求。

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YBG105涂層刀片的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品

YBG系列加工高溫合金刀具介紹:

YBG102:PVD涂層牌號(hào),Nc-TiAlN涂層與細(xì)晶粒基體結(jié)合,適合高溫合金的連續(xù)精、半精車削加工。

YBG105:PVD涂層牌號(hào),四元系的TIALN納米涂層,提升刀具的耐磨性,適合高溫合金的連續(xù)精、半精車削加工。

YBG212:PVD涂層牌號(hào),高耐磨的TiAlN涂層與基體緊密結(jié)合,韌性和硬度更高。良好的涂層熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性為切削刃提供更有效的保護(hù)。高韌性的超細(xì)硬質(zhì)合金基體,具有良好的刃口強(qiáng)度。適合高溫合金的斷續(xù)車削,及鈦合金、高溫合金銑削。

伊特納金屬

汽車行業(yè)加工零件的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。大批量典型產(chǎn)品的需求成倍增加,這意味著任何新優(yōu)勢(shì)都將帶來(lái)巨大的回報(bào)。以渦輪增壓器渦輪殼和排氣管為例:這些零件的面銑需要很高的生產(chǎn)效率,質(zhì)量和產(chǎn)量。由于通常是耐熱不銹鋼或鑄鐵工件材料,所以要達(dá)成這個(gè)目標(biāo)非常具有挑戰(zhàn)性。

但是,伊特納金屬E45銑刀將改變這一切。這是一款專門針對(duì)渦輪殼及排氣管加工設(shè)計(jì)的面銑刀,每個(gè)刀片共有16個(gè)切削刃,該銑刀可縮短單件加工時(shí)間,降低刀具成本,可用于所有粗加工和半精加工工序。

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伊特納金屬E45系列銑刀可用于所有粗加工和半精加工工序

全球每年生產(chǎn)大約5,000萬(wàn)只(鑄鐵和不銹鋼)渦輪增壓器,但是耐熱不銹鋼(代表材料牌號(hào)為1.4848,1.4837,1.4826)渦輪殼的加工成本可能會(huì)高達(dá)傳統(tǒng)材料的20倍。這主要是因?yàn)樵诩庸み@種材料時(shí),刀片磨損極不均勻,刀片壽命也往往非常短且不穩(wěn)定。

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渦輪殼及排氣管制造商面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是這些零件都具有形狀復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu),這將導(dǎo)致夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工過(guò)程極易產(chǎn)生震動(dòng)。

為了解決這些問(wèn)題,除采用一些標(biāo)準(zhǔn)刀具和應(yīng)用知識(shí)外,伊特納金屬針對(duì)渦輪殼及排氣管銑削工序研發(fā)了定制刀具解決方案。

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渦輪增壓器V槽加工,由于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、工裝干涉及難加工材料等因素,刀具費(fèi)用居高不下,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了渦殼面銑刀具成本。占據(jù)了整個(gè)渦殼刀具費(fèi)用的20%以上。

伊特納金屬結(jié)合歐美實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際工況,全新研制了E25系列勾槽刀具,保留原有定位方式及安裝尺寸,耐熱性能極好的硬質(zhì)合金基體與先進(jìn)的涂層結(jié)合,新增刀片內(nèi)部冷卻及強(qiáng)制斷屑冷卻系統(tǒng)(專利申請(qǐng)中),切削溫度得到有效控制,實(shí)現(xiàn)粗精一體(全尺寸);

實(shí)驗(yàn)證明,伊特納E25勾刀與傳統(tǒng)基體材料及傳統(tǒng)的冷卻方式相比,線速度可提高30%壽命提高150%~300%。

松德刀具

松德公司推出的可換刀頭式高溫合金快速銑刀,進(jìn)行了針對(duì)的設(shè)計(jì),使得產(chǎn)品的切削效果和壽命達(dá)到并超出了歐美的一流品牌!

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快速銑刀又叫做高進(jìn)給銑刀,其原理是通過(guò)端齒的形狀設(shè)計(jì),減小銑刀的徑向切削力,適當(dāng)增加銑刀的軸向切削力,從而利用硬質(zhì)合金抗壓強(qiáng)度高的特性,來(lái)達(dá)到快速去除加工余量的目的。

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特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):

1)采用可換頭結(jié)構(gòu),更換刀頭后不用調(diào)整直接加工,換刀效率高;

2)采用超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金棒料,兼顧強(qiáng)度的同時(shí)仍具有較高的刀具耐磨性;

3)專用刀具涂層來(lái)達(dá)到最好適應(yīng)性;

4)針對(duì)性的角度及刃形設(shè)計(jì),在保證具有高強(qiáng)度的同時(shí)仍有鋒利的角度來(lái)減小加工硬化帶來(lái)的影響;

5)在五倍及以上懸伸的情況下,仍能進(jìn)行有效的切削加工。

加工案例:

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(1)零件: INCONEL718時(shí)效處理(HRC42)

(2)刀具:φ10可換頭快速銑刀

(3)機(jī)床 :哈挺立式加工中心

(4)加工參數(shù): Vc=50m/min Ap=0.8mm Ae=10mm f=0.2mm/t

(5)加工壽命: 連續(xù)加工25分鐘

京瓷

說(shuō)起最難加工的高溫合金材料,我們也繞不開還有一種常見的難加工材料——復(fù)合材料。復(fù)合材料的切削刀具加工有別于一般金屬材料,一般是由多種材料組合而成。碳纖維(CFRP)就是典型的復(fù)合材料。因此,我們以碳纖維為例談一談京瓷對(duì)于CFRP加工的解決方案。

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CFRP因其獨(dú)特的性能,廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事、賽車、醫(yī)療等領(lǐng)域,這種材料的切削刀具有別于與以往的金屬加工刀具。CFRP是由纖維和基體多層交錯(cuò)結(jié)構(gòu),其硬度、強(qiáng)度高,在切削過(guò)程中經(jīng)常有撕裂、毛刺、分層的現(xiàn)象產(chǎn)生,因此切削刀具必須具有良好的耐磨損性和抑制纖維過(guò)渡斷裂的發(fā)生功能。

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應(yīng)用案例

下圖是一個(gè)實(shí)際的加工案例,從圖中可以看到采用常規(guī)刀具加工一條槽,槽的下表面發(fā)生了很明顯的毛刺翻邊現(xiàn)象。

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解決對(duì)策

京瓷SGS高性能復(fù)材加工刀具—Series29系列,這是一系列銑刀分為三種:無(wú)端刃型、銑刀端刃型、鉆頭端刃型。

多刃和正角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在剪切時(shí)克服了被加工材料中纖維斷裂和基體剪切的抗力,獨(dú)特的間隙磨削使刀具徑部與工件之間的接觸可降到最低,因此可效避免切屑對(duì)前刀面的摩擦阻力以及后刀面與被加工表面間的摩擦阻力。

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