Конкуренция производительности и сотрудничество материалов измельчения: применение высокоскоростной стали и цементированного карбида

В области современной механической обработки, фрезеры являются основными режущими инструментами, и их производительность напрямую влияет на качество обработки и эффективность производства. Столкнувшись с заготовками различных материалов, форм и требований к обработке, один материал для одного инструмента трудно соответствовать разнообразным условиям труда. Поскольку два основных материала для производства фрезеров, высокоскоростная сталь и цементированный карбид сформировали дополнительный и сосуществующий шаблон применения с их совершенно различными преимуществами производительности.
Высокоскоростная сталь занимает важную позицию в области низкоскоростной и сложной обработки формы с ее уникальными «гибкими» характеристиками. Синергетический эффект легирующих элементов, таких как углерод, вольфрамовый и молибден в его химическом составе, дает материал хорошую вязкость и обрабатываемость. На микроскопическом уровне большое количество карбидов равномерно распределено в матрице мартенсита, что не только обеспечивает определенную твердость, но и поддерживает воздействие материала через твердый раствор на основе железа. Эта «жесткая и мягкая» характеристика позволяет высокоскоростным стальным фрезевым резакам эффективно противостоять ударам и избежать растрескивания лезвий во время низкоскоростной резки. При обработке заготовки со сложными формами инструментов, такими как пластиковые формы и контуры алюминиевого сплава, хорошая производительность высокоскоростной стали облегчает производство сложных структурных инструментов, таких как спиральные конец и мельницы для шаровых концевых концов; Его производительность термической обработки подтверждает точный контроль за твердостью и выносливостью посредством процессов гашения и отпуска для удовлетворения различных требований к обработке.
Цементированный карбид стал предпочтительным материалом для средней скорости, высокопрочной обработки с преимуществом «жесткости». Композитные материалы из карбида-кобальта вольфрама (WC-CO), приготовленные с помощью металлургии порошка, идеально сочетают в себе стойкость к износу высокопоставленных вольфрамовых частиц карбида с вязкостью фазы кобальта. Твердость частиц карбида вольфрама близка к таковой у алмаза, что дает цементированный карбид чрезвычайно высокую прочность на сжатие и стойкость к износу; Непрерывная сетевая структура, сформированная фазой кобальтового связующего, эффективно передает напряжение резания при обеспечении вязкости материала. Эта уникальная двухфазная структура позволяет цементированным карбидным фрезерным резакам для поддержания режущей краевой резкости в высокотемпературных средах 800-1000 ℃, а также непрерывно и эффективно обрабатывают высокопрочные металлические материалы, такие как сталь и нержавеющая сталь. При изготовлении автомобильных деталей карбидные фрезеры могут значительно сократить цикл обработки деталей, таких как коленчатые вали и корпусы коробки передач, в силу высокой скорости резки и скорости подачи; В области аэрокосмической промышленности их превосходная износостойкость может соответствовать требованиям фрезерования сложных материалов, таких как титановые сплавы и сплавы на основе никеля, обеспечивая точность обработки и качество поверхности сложных структурных деталей. Кроме того, регулируя размер частиц частиц карбида вольфрама и соотношение содержания кобальта, карбид может гибко переключаться между тонкой обработкой и грубой обработкой. Мелкозернистый карбид подходит для обработки поверхности с высокой точки зрения, в то время как грубые частицы могут противостоять большим резки нагрузки.
Во время низкоскоростной обработки преимущество в жесткости высокоскоростной стали компенсируется недостатком, когда карбид легко сломать; При средней и высокоскоростной обработке высокая твердость и износостойкость карбида решают проблему плохой теплостойкости высокоскоростной стали. Они также дополняют друг друга с точки зрения стоимости и эффективности обработки: хотя скорость резки высокоскоростных стальных фрезеров низкая, производственная стоимость относительно низкая, что подходит для обработки однокурсников, малых и сложных рабочих мест; Карбидные фрезеры имеют высокие первоначальные инвестиции, но могут значительно снизить стоимость обработки единицы в массовом производстве благодаря высокой эффективности резки и длительного срока службы. В фактическом производстве инженеры должны всесторонне рассматривать такие факторы, как свойства материала заготовки (такие как твердость и выносливость), параметры обработки (скорость резки, скорость подачи), сложность формы заготовки и производственная партия, а также научно выбрать материалы для инструментов. Например, для комплексной обработки поверхности малых форм высокоскоростные стальные фрезеры предпочтительнее, чтобы обеспечить точность обработки и срок службы инструмента; В то время как в партийном фрезеровании цилиндров автомобильных двигателей, карбидные фрезеры являются лучшим выбором из -за их высокой эффективности. .