切削加工鐵基粉末冶金零部件用什么刀具抗沖擊耐磨-華晨cbn刀具HJ80
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鄭州華晨機電設備有限公司
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河南省鄭州市
眾所周知,粉末冶金是一種使零件可以“接近最終形狀”的成型工藝,廣泛應用于汽車、農(nóng)機生產(chǎn)等行業(yè)。粉末冶金零件雖然只需少量的加工,但是極其難加工,這主要是由于粉末冶金材料的多孔性結(jié)構(gòu)所引起的,多孔結(jié)構(gòu)降低了刀具的使用壽命。目前加工粉末冶金零件的刀具材料有硬質(zhì)合金,金屬陶瓷,立方氮化硼(CBN)等,本文主要介紹了粉末冶金零件難加工的原因,及采用CBN刀具切削加工粉末冶金零件的應用案例。
粉末冶金零件難加工的原因
雖粉末冶金零件只需少量的加工,但是加工粉末冶金零件是極其困難的,這主要是由于粉末冶金材料的多孔性結(jié)構(gòu)引起的。
多孔性會致使(1)切削刃不耐磨;(2)切削刃溫度高,引起刀片磨損和變形;(3)內(nèi)在的多孔結(jié)構(gòu)引起表面面積增加,使熱處理時發(fā)生氧化或碳化,并且這些氧化物和碳化物很硬很耐磨;(4)由于孔隙的存在,在較小的面積內(nèi)硬度值也有一定的波動。測得的宏觀硬度雖為HRC20-35 ,但組成零件的顆粒硬度會高達HRC60 ,這些硬顆粒會導致嚴重而急劇的刃口磨損;(5)很多粉末冶金零件熱處理后更硬,強度更高。(6)零件里可能會有摻夾雜物的存在。這些問題都會稱為粉末冶金零件難加工的問題。
粉末冶金車削加工刀具的選擇
目前,加工粉末冶金的刀具材料有硬質(zhì)合金、金屬陶瓷和立方氮化硼,當粉末冶金零件的硬度低于HRC35,并且顆粒本身硬度不超出范圍時,金屬陶瓷刀具通常是可選擇的刀具之一。金屬陶瓷很硬,能有效阻止積屑瘤且能承受高速。
而CBN刀具因其高硬度和耐磨性而適合于粉末冶金零件的車削加工,當顆粒硬度超過HRC50時,不管宏觀硬度值是多少,立方氮化硼刀片是可用的。目前常見的華晨CBN刀具材質(zhì)是粉末冶金加工刀具新材料,可微斷續(xù)切削粉末冶金,還有牌號主要用于連續(xù)切削工況,吃刀深度≤0.5mm,是目前加工粉末冶金的理想刀具材質(zhì)。
CBN刀具加工粉末冶金零件的切削參數(shù)
由于每個零件的大小不同,工況不同,機床剛性不同,因此在加工粉末冶金零件時切削參數(shù)有所調(diào)整,因此刀具廠家一般只提供一個范圍(如下表),從低到高調(diào)整至更合理的切削參數(shù)值。
CBN刀具車削加工粉末冶金帶輪的案例
CBN刀具車削加工粉末冶金氣門座圈的案例
CBN刀具的加工材質(zhì)
(1)高硬度鑄鐵
如高鉻鑄鐵、合金鑄鐵、鎳硬鑄鐵、白口鑄鐵均屬于高硬度鑄鐵,典型零部件有軋輥、工業(yè)泵等。針對高硬度鑄鐵常用2800材質(zhì),優(yōu)勢顯著。
(2)高硬度鋼件(硬度HRC45以上)
如高錳鋼、高速鋼、淬火鋼等,典型零部件包括軋臼壁、高速鋼軋輥、淬硬齒輪/齒輪軸、軸承、滾珠絲杠、模具等。
(3)普通灰鑄鐵(HT150/200/250/300等)
如發(fā)動機缸體/缸蓋、剎車盤、制動鼓、皮帶輪、離合器壓盤等均屬于灰鑄鐵件。
(4)其他難加工材料
如粉末冶金、高溫合金材料,及鎳基、鐵基、鈷基等高硬度堆焊/噴焊/激光熔覆/熱噴涂材料工件。