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標(biāo)題: 淬火材料的加工 [打印本頁]

作者: 你總是說有蚊子 時間: 2017-5-22 17:23
標(biāo)題: 淬火材料的加工

淬火鋼由于硬度和抗拉強度高、熱導(dǎo)率低且脆性大,，按工件材料切削加工性分級為9a級,，屬于難切削材料,，成為生產(chǎn)中一大切削難題,。但只要合理選擇刀具材料,、刀具幾何參數(shù),、切削用量和掌握操作技術(shù),，就可順利地完成淬火鋼的切削,，達(dá)到要求的加工精度和表面質(zhì)量,。

淬火鋼的特點

合理選擇刀具材料是切削加工淬火鋼的重要條件,，根據(jù)淬火鋼的性能和切削特點，應(yīng)選用高硬度,、高耐磨性和耐熱性高,，并具有一定抗彎強度及良好導(dǎo)熱性的刀具材料。

鋼材淬火后,，可使其硬度和強度有很大提高,，并能改善某些物理化學(xué)性能。但由于快速冷卻,，會出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力,，塑性和韌性也有所降低。為提高鋼的綜合性能,，通常在淬火后再經(jīng)高溫回火處理的工藝稱調(diào)質(zhì)處理,。

淬火鋼是指金屬經(jīng)過淬火后，組織變?yōu)轳R氏體,，硬度大于50HRC的鋼,。它在難加工材料中占有相當(dāng)大的比例。加工淬火的鋼傳統(tǒng)方法是磨削,，但為了提高加工效率,，解決工件因形狀復(fù)雜而不能磨削和淬火后因變形而產(chǎn)生形位誤差大的問題，往往也需采用車削,、銑削,、刨削、鉆削和鉸削等切削加工方法,。

　　淬火鋼在切削時的特點：

1,、硬度高、強度高,，幾乎沒有塑性：這是淬火鋼的主要切削特點,。當(dāng)淬火鋼的硬度達(dá)到HRC50～60時，其強度可達(dá)σb=2100～2600MPa,，按照被加工材料加工性分級規(guī)定,，淬火鋼的硬度和強度均為9a級，屬于最難切削的材料,。

2,、切削力大、切削溫度高：要從高硬度和高強度的工件上切下切屑,，其單位切削力可達(dá)4500MPa,。為了改善切削條件，增大散熱面積，刀具選擇較小的主偏角和副偏角,。這時會引起振動,，要求要有較好的工藝系統(tǒng)剛性。

3,、不易產(chǎn)生積屑瘤：淬火鋼的硬度高,、脆性大，切削時不易產(chǎn)生積屑瘤,，被加工表面可以獲得較低的表面粗糙度,。

4、刀刃易崩碎,、磨損：由于淬火鋼的脆性大,，切削時切屑與刀刃接觸短，切削力和切削熱集中在刀具刃口附近,，易使刀刃崩碎和磨損,。

5、導(dǎo)熱系數(shù)低：一般淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為7.12W/(m?K),，約為45號鋼的1/7,。材料的切削加工性等級是9a級，屬于很難切削的材料,。由于淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)低,，切削熱很難通過切屑帶走，切削溫度很高,，加快了刀具磨損,。

淬火鋼的刀具選擇

　　合理選擇刀具材料是切削加工淬火鋼的重要條件，根據(jù)淬火鋼的性能和切削特點,，應(yīng)選用高硬度,、高耐磨性和耐熱性高，并具有一定抗彎強度及良好導(dǎo)熱性的刀具材料,。

（1）硬質(zhì)合金,。應(yīng)優(yōu)先選用添加TaC或NbC的細(xì)晶粒或超細(xì)晶粒的硬質(zhì)合金,。因為在硬質(zhì)合金中添加TaC或NbC后,，可使期常溫和高溫硬度及抗彎強度提高。硬質(zhì)合金的晶粒細(xì)化后,，其抗彎強度σbb提高600～800MPa，減少刀具在切削中的磨損,。常用來切削淬火鋼的硬質(zhì)合金有YS8,、YG600、YG610、YG726,、YG758及YG813等,。如沒有上述牌號，只要是硬質(zhì)合金都可以切削淬火鋼,，但刀具易磨損和刀具耐用度較低

（2）陶瓷,。在Al2O3中加TiC等金屬元素，并采用熱壓成形工藝,，改善了陶瓷的致密性,，提高了陶瓷的性能，使其硬度達(dá)95.5HRA,，抗彎強度σbb達(dá)800～1200MPa,，耐熱性可達(dá)1200℃。用陶瓷刀具可以對淬火鋼進(jìn)行車削,、銑削,、刨削和鏜削，其切削速度和刀具耐用度均比硬質(zhì)合金高,。

（3）立方氮化硼復(fù)合片（PCBN）,。它的硬度為8000～9000HV，耐熱性為1400～1500℃,，它與硬質(zhì)復(fù)合后的抗彎強度σbb為1500MPa,，最適合于對淬火鋼的半精加工與精加工。

圖2 用陶瓷刀具銑削淬火鋼

確定刀具后,，合理選擇刀具幾何參數(shù),，才能有效地發(fā)揮刀具材料應(yīng)有的切削性能。淬火鋼的硬度高,、強度大且切削力大,，同時切削溫度高，集中于刀具刃口附近,。為了增大刃口強度,，避免崩刃和打刀，刀具前角γ0應(yīng)選擇為零或負(fù)值,，一般γ0為－10°～0°,。斷續(xù)切削時，應(yīng)選較大的負(fù)值,；后角α0應(yīng)比一般的刀具大一些,，α0為8°～10°為好；主偏角κr和副偏角κr'的大小,，影響刀尖的強度和刀具的散熱,，為了增大刀尖的強度和改善散熱條件，主、副偏角應(yīng)盡量小一些,，κr為30°～60°,，κr'為8°～10°；刃傾角λs應(yīng)為負(fù)值,，以增大刀尖的強度,。在一般的情況下，λs為－15°～－10°,；刀尖圓弧半徑rε一般為0.8～1.6mm,。

淬火鋼的切削

切削淬火鋼的切削用量，主要根據(jù)刀具材料,、工件材料的物理和力學(xué)性能,、工件形狀、工藝系統(tǒng)剛度和加工余量來選擇,。首先確定合理的切削速度,，其次是切削深度，再其次是進(jìn)給量,。

（1）切削速度,。一般淬火鋼的耐熱性為200～400℃，高于此溫度時,，材料的硬度就會下降,。而硬質(zhì)合金的耐熱性為800～1000℃，陶瓷刀具材料的耐熱性為1200℃,，立方氮化硼的耐熱性為1400～1500℃,。所以在切削淬火鋼時，要充分利用這一特性,，切削速度vc不能選擇太低,。硬質(zhì)合金刀具，vc為30～75m/min,；陶瓷刀具,，v c為60～120m/min；PCBN刀具,vc為100～200m/min,。如是斷續(xù)切削時,，vc為上述的1/2左右。

（2）切削深度,。一般根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來選擇,。一般情況下，ap為0.1～3mm,。

（3）進(jìn)給量,。一般fz為0.05～0.3mm/r,。在工件材料硬度很高或斷續(xù)切削時，應(yīng)減小進(jìn)給量,，以防刀具崩刃。

　　切削淬火鋼應(yīng)注意問題：

①在用上述刀具連續(xù)車削淬火鋼時,，切屑為暗紅色,，說明vc合理。vc太高時,，刀具耐用度低,。反之工件的切削表面沒有軟化，刀具耐用度也低,。

②在斷續(xù)切削時,，vc應(yīng)相對低一些。

③用硬質(zhì)合金鉆頭鉆淬火鋼小孔時,，vc要合理（vc=15～30m/min）,，并勤退出鉆頭與排屑，以防工件熱脹冷縮把鉆頭夾住而扭斷,。當(dāng)淬火鋼的硬度小于50HRC時,，也可用高速鋼鉆頭鉆孔，這時vc≤5m/min,，并適當(dāng)減小鉆頭外刃前角,。

④在車削淬火鋼螺紋時，應(yīng)先在切入和切出時倒一個比牙高大的30°～45°角,，以便切入切出平穩(wěn)且防止打刀,，同時每次切削深度應(yīng)小一些。

總結(jié)

（1）用硬質(zhì)合金,、陶瓷和PCBN刀具材料可切削淬火鋼,。

（2）切削淬火鋼時，必須根據(jù)具體條件,，合理選擇刀具幾何參數(shù),、切削用量并且掌握操作中的注意事項。

（3）采用PCBN刀具切削淬火鋼,，可以實現(xiàn)以車代磨,，提高加工效率。

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豪克能技術(shù)在淬火工件加工中的應(yīng)用

使用豪克能設(shè)備加工的變速箱太陽輪

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使用豪克能設(shè)備加工的半軸套管

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使用豪克能設(shè)備加工的軋輥

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作者: 面壁深功 時間: 2017-5-22 19:47
陶瓷刀碰上硬度高時馬上有微觀崩刃情況,，所以不可有用于表面精加工啊

作者: 韓寒11 時間: 2017-5-22 20:21
硬車的話,，CBN刀具使用比較多的

作者: 未來第一站 時間: 2017-5-22 21:31
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作者: xiaobing86203 時間: 2017-5-23 08:33
東西是不錯，估計就是價格比較高了

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