模具材料的加工

刀鋒

模具材料
因?yàn)殂娤鞣ㄊ悄＞邫C(jī)加工的主要部分,，最好把注意力集中在目前常用的模具材料上,。此外,，就碳化物級(jí)別和涂料來說,，多數(shù)碳化物刀片制造商的產(chǎn)品相似,，因此本質(zhì)上是通用的,。

7 v) z  `8 E- Z+ S# g" V鋁
+ v" |6 I- i0 O6 @2 b. Q/ f對(duì)于塑料成型行業(yè)中的某些部分來說,，鋁是優(yōu)先選擇的模具材料,。其金屬切削率可以比機(jī)器鋼快8～10倍。近幾年,，鋁生產(chǎn)商已經(jīng)開發(fā)出了更好的高強(qiáng)度材料,，其硬度特性范圍在158～168布里涅耳之間。在鋁上很難加工出非常光滑的表面,，因此,，完成工序階段拋光操作就變得比較重要。

! `6 v  z" a4 j! n* X通常,，銑削鋁要求粗加工的碳化物級(jí)別為C2,，精加工碳化物級(jí)別為C3。這些是中粒通用目的的銑削級(jí)別,，這里中粒在要求銳邊的粗加工和精加工應(yīng)用中有著非常優(yōu)秀的抗磨損性能,。每齒走刀量在.004-.014之間時(shí)可以獲得700-2000sfm。此外,，金屬陶瓷級(jí)別用于要求好的邊緣韌力和潤(rùn)滑性的鍛鋁材料是比較理想的,。采用這些級(jí)別的陶瓷刀片可以獲得1500-2500sfm,。對(duì)于立銑刀和平面銑刀來說，每齒走刀量一般在.006-.014之間,。刀片設(shè)計(jì)有一個(gè)良好的正刀面角以保證碎片盡可能快地離開刃口,。

4 Y% S7 n7 i3 U& S" D/ e& c多數(shù)情況下，唯一的要求是無(wú)涂層的碳化物級(jí)別,。鋁很容易切割,，提高抗磨壽命使用任何涂料帶來的額外費(fèi)用通常是很難證明是合算的。
" O' A' \4 c9 A2 b9 Z0 l然而,，在作高速機(jī)加工時(shí),，可以選擇使用多晶金剛石硬焊接的PCD刀片，因?yàn)樗�有�?yōu)秀的表面光潔度,，這種光潔度能夠在速度提高時(shí)產(chǎn)生,。
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+ q  g& v) t+ q9 b鈹銅
5 o+ s, l$ `4 J  g就熱傳導(dǎo)率特性來講，銅基合金材料模具能給模具制造商帶來很多好處,。它們還有從10到40Rc的硬度級(jí)別,，幾乎是鋁的兩倍。然而,，適用于機(jī)加工鋁的碳化物級(jí)別C2在這里也同樣適用,。建議的粗加工和精加工走刀量和速度都稍微有些少。在330-660sfm之間是比較現(xiàn)實(shí)的,，每齒走刀量在.003-.008in之間,。另一方面，建議刀片設(shè)計(jì)的正前角最少為7度,。
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1 x7 e8 D+ _+ lP20工具和模具鋼
P20是一種常用的模具鋼,，它通常是鉻,、鎳和鉬合金,。它一般是用大約32Rc的均勻硬度經(jīng)過淬火和回火處理。采用P20鋼可以獲得非常光滑的表面光潔度,�,？墒牵�根��(jù)機(jī)加工變量和期望的表面光潔度,，可使用的刀片級(jí)別和涂料種類是可以擴(kuò)展的,。某種涂層刀片或者金屬陶瓷因?yàn)槟軌颢@得更高的走刀量可能是最好的解決方法。對(duì)粗加工,，建議使用C5和C6碳化物級(jí)別,，精加工建議使用C6和C7級(jí)別。要求碳化物基底的沖擊韌性要好——一種兼有TiN涂層CVD的潤(rùn)滑性和TiN/TiCN/ Al2O3/TiN涂層的多層CVD的抗磨損性的基底,。還可以使用TiC/TiCN金屬陶瓷,，因?yàn)樗�有很好的邊緣韌力,。粗加工可以獲得300-600sfm之間的機(jī)加工速度，精加工可以獲得250-625sfm之間的機(jī)加工速度,。
使用不同的涂料,，每齒的走刀量可以在.005-.008in之間。使用無(wú)涂層碳化物材料也能夠成功,，這些材料的邊緣韌力和抗沖擊強(qiáng)度較好,。可是,，要求更低的機(jī)加工速度在今天真的是不現(xiàn)實(shí)了,。
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) c/ f- k% \& U: S; G應(yīng)該指出的是：更硬的工具鋼——比如那些超過45Rc的——今天仍在使用，這都是為了能夠生成更好的表面光潔度并消除所有拋光作業(yè),。試著使用那些加工P20鋼并做走刀量和速度試驗(yàn)的切割工具刀片會(huì)是一個(gè)很好的開端

不銹鋼系列
這些包括所有400系列不銹鋼,。通常，這些不銹鋼的硬度范圍在50-56Rc之間,。這里要求的重型碳化物基底要好,。CVD涂料TiC/TiCN/TiN或者TiN/TiCN/ Al2O3/TiN刀片運(yùn)行良好。此外,，PVD涂料TiN與Ti-TiCN涂層金屬陶瓷一樣有效,。照例，都是沖著速度而來,。使用CVD涂料能夠運(yùn)行的更快,，當(dāng)然陶瓷金屬是最快的——特征是粗加工從360～650sfm，精加工從400～850sfm,。每齒在.004～.012in之間時(shí),，每齒的走刀量相當(dāng)穩(wěn)定。
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6 Q# v& a& T) T1 b6 c高溫合金
3 s0 m# T# t' ^0 [為了延長(zhǎng)模具壽命,，模具制造商繼續(xù)在做更硬的鎳基和鈷基模型材料試驗(yàn),。這些材料的易加工性一直是一個(gè)不利因素。它們非常堅(jiān)硬,，有時(shí)硬度達(dá)到57Rc,。通常，含鋁量高的新AlTiN涂料非常有效,，因?yàn)樗鼈兊挠捕群脱趸�穩(wěn)定性更高,。涂料的涂敷采用一種獨(dú)特的濺射離子工藝，它能澆注一層很厚而且很均勻的涂層,。涂層起絕熱層的作用,，它把產(chǎn)生的熱量傳到碎片上，而不是刀片上。粗加工速度在80～115sfm之間,，精加工速度為90sfm,。每齒走刀量在.004～.012in之間。金剛石涂料尚在開發(fā)階段,，但是最后也將成為一個(gè)選項(xiàng),，它將使這些高溫合金材料的機(jī)加工更加有效。