Haben Sie sich jemals gefragt, warum Ihre Bearbeitungswerkzeuge so schnell verschleißen? Dieser Artikel befasst sich mit den wesentlichen Eigenschaften und Arten von Schneidwerkzeugen und erklärt, wie Fortschritte bei Härte, Zähigkeit und Hitzebeständigkeit die Lebensdauer der Werkzeuge und die Effizienz der Bearbeitung verbessern können. Entdecken Sie die Eigenschaften und Anwendungen von Werkzeugen aus Diamant, kubischem Bornitrid, Keramik, beschichteten Werkstoffen, Hartmetall und Schnellarbeitsstahl. Am Ende werden Sie verstehen, wie die Wahl des richtigen Materials Ihre Bearbeitungsvorgänge erheblich beeinflussen kann.
Moderne Bearbeitungsmaschinen und leistungsstarke CNC-Werkzeuge können die ihnen zustehende Leistung voll ausschöpfen und gute wirtschaftliche Vorteile erzielen.
Mit der rasanten Entwicklung von Werkzeugwerkstoffen haben sich die physikalischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Zerspanungsleistung verschiedener neuer Werkzeugwerkstoffe stark verbessert, und der Anwendungsbereich hat sich kontinuierlich erweitert.
Die Auswahl der Zerspanungswerkstoffe hat einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer der Werkzeuge, die Bearbeitungseffizienz, die Qualität und die Kosten. Während der Zerspanung sind die Werkzeuge extremen Bedingungen wie hohem Druck, hohen Temperaturen, Reibung, Stößen und Vibrationen ausgesetzt. Daher müssen Schneidwerkzeuge die folgenden wesentlichen Eigenschaften aufweisen:
(1) Härte und Verschleißfestigkeit
Die Härte des Schneidwerkzeugs muss die des Werkstücks übertreffen, in der Regel sind mindestens 60 HRC (Rockwell-C-Skala) erforderlich. Im Allgemeinen korreliert eine höhere Härte mit einer besseren Verschleißfestigkeit. Es ist jedoch wichtig, die Härte mit anderen Eigenschaften in Einklang zu bringen, um Sprödigkeit zu vermeiden.
(2) Stärke und Zähigkeit
Die Werkstoffe für Zerspanungswerkzeuge sollten eine hohe Festigkeit und Zähigkeit aufweisen, um den Schnittkräften, Stößen und Vibrationen standzuhalten. Diese Kombination von Eigenschaften trägt dazu bei, Sprödbrüche und Ausbrüche an der Werkzeugschneide zu verhindern, was eine gleichbleibende Leistung und eine längere Lebensdauer des Werkzeugs gewährleistet. Das optimale Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit hängt von der jeweiligen Bearbeitungsanwendung ab.
(3) Hitzebeständigkeit
Eine gute Hitzebeständigkeit ist für Zerspanungswerkstoffe unerlässlich, damit sie ihre mechanischen Eigenschaften bei den während der Bearbeitung auftretenden hohen Temperaturen beibehalten. Dies schließt ein:
(4) Verarbeitbarkeit und wirtschaftliche Tragfähigkeit
Das Werkzeugmaterial sollte günstige Eigenschaften für die Herstellung und Instandhaltung aufweisen, einschließlich:
Darüber hinaus sollte das Material ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten und ein ausgewogenes Verhältnis zwischen hervorragenden Schneideigenschaften und Kosteneffizienz für die vorgesehene Anwendung aufweisen.
(5) Chemische Stabilität
Das Werkzeugmaterial sollte gegen chemische Reaktionen mit dem Werkstückmaterial und den Schneidflüssigkeiten beständig sein, um eine vorzeitige Abnutzung des Werkzeugs zu verhindern und eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität zu gewährleisten.
(6) Wärmeleitfähigkeit
Eine angemessene Wärmeleitfähigkeit trägt dazu bei, dass die Wärme aus der Schneidzone abgeleitet wird, wodurch die thermische Belastung des Werkzeugs und des Werkstücks verringert und möglicherweise höhere Schnittgeschwindigkeiten erreicht werden können.
Diamant ist ein Isomer des Kohlenstoffs, des härtesten jemals in der Natur gefundenen Materials.
Diamantschneidwerkzeuge haben eine hohe Härte, eine hohe Verschleißfestigkeit und eine hohe Wärmeleitfähigkeit und werden häufig bei der Bearbeitung von Nichteisenmetallen und Nicht-Eisen-Metallen eingesetzt.metallische Werkstoffe.
Weiterführende Lektüre: Eisenhaltige Metalle vs. Nichteisenmetalle
Vor allem bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Aluminium und Silizium-Aluminium-Legierungen sind Diamantwerkzeuge die wichtigsten Arten des Schneidens Werkzeuge, die nur schwer zu ersetzen sind. Diamantwerkzeuge können eine hohe Effizienz, hohe Stabilität und lange Lebensdauer erreichen und sind in modernen CNC-Bearbeitungsprozessen unverzichtbar.
Typ der Diamantschleifmaschine
Natürlicher Diamantschleifer
Naturdiamanten werden seit Hunderten von Jahren als Schneidwerkzeuge verwendet. Das natürliche Einkristall-Diamantwerkzeug ist fein geschliffen, und die Schneide kann mit einem Schneidenradius von 0,002 μm scharf geschliffen werden. Das ultradünne Schneiden ermöglicht eine extrem hohe Werkstückgenauigkeit und sehr geringe Oberflächenrauhigkeit. Es ist ein anerkanntes, ideales und unersetzliches Werkzeug für die Ultrapräzisionsbearbeitung.
PKD-Diamantschneider
Natürliche Diamanten sind teuer. Der in der spanabhebenden Bearbeitung häufig verwendete Diamant ist polykristalliner Diamant (PKD). Seit den frühen 1970er Jahren wurde polykristalliner Diamant (PKD-Klinge) erfolgreich entwickelt, und natürliche Diamantwerkzeuge wurden durch synthetischen polykristallinen Diamant ersetzt.
PKD-Rohstoffe sind reichlich vorhanden, und der Preis beträgt nur einige Zehntel bis ein Zehntel des Preises von Naturdiamanten. PKD-Werkzeuge können keine extrem scharfe Kantenund die Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstücks ist nicht so gut wie bei Naturdiamant.
Derzeit ist es in der Industrie nicht einfach, PKD-Wendeplatten mit Spanbrechern herzustellen. Daher kann PKD nur für das Feinschneiden von Nichteisenmetallen und Nichtmetallen verwendet werden, und es ist schwierig, ultrapräzise Spiegelschneiden zu erreichen.
CVD-Diamantschneider
Seit Ende der 1970er bis Anfang der 1980er Jahre wurde in Japan die CVD-Diamanttechnologie entwickelt. CVD-Diamant bezieht sich auf die Synthese eines Diamantfilms auf einem heterogenen Substrat (wie SinterkarbidKeramik, usw.) durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD). CVD-Diamant hat genau die gleiche Struktur und die gleichen Eigenschaften wie natürlicher Diamant.
Die Leistung von CVD-Diamant kommt der von Naturdiamant sehr nahe, und er hat die Vorteile von natürlichem einkristallinem Diamant und polykristallinem Diamant (PCD) und überwindet bis zu einem gewissen Grad deren Nachteile.
Leistungsmerkmale von Diamantschneidwerkzeugen
Extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit
Naturdiamant ist die härteste Substanz, die in der Natur vorkommt. Diamant hat eine sehr hohe Verschleißfestigkeit. Bei der Bearbeitung hochharter Werkstoffe beträgt die Lebensdauer von Diamantwerkzeugen das 10- bis 100-fache oder sogar das Hundertfache der Lebensdauer von Werkzeugen aus Hartmetall.
Hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten
Der Reibungskoeffizient zwischen Diamant und einigen Nichteisenmetallen ist niedriger als bei anderen Werkzeugen. Der niedrige Reibungskoeffizient führt zu einer geringeren Verformung während der Bearbeitung und einer geringeren Schnittkraft.
Die Schneide ist sehr scharf
Die Schneidkante des Diamantwerkzeugs kann geschärft werden. Natürliche Einkristall-Diamantwerkzeuge können eine Kantenschärfe von bis zu 0,002~0,008 μm für ultradünne Schnitte und Ultrapräzisionsbearbeitung erreichen.
Hohe Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit und die Temperaturleitfähigkeit von Diamant sind hoch. Dadurch kann die Schnittwärme leicht abgeleitet werden, was zu einer niedrigeren Schnitttemperatur des Werkzeugs führt.
Hat einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
Diamant hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der um ein Vielfaches kleiner ist als der von Hartmetall. Die geringe Änderung der Werkzeuggröße, die durch die Schnittwärme verursacht wird, ist besonders wichtig für die Präzisions- und Ultrapräzisionsbearbeitung, bei der die Maßgenauigkeit entscheidend ist.
Anwendung von Diamantwerkzeugen
Diamantwerkzeuge werden in erster Linie zum Feinschneiden und Bohren von Nichteisen- und Nichtmetallwerkstoffen bei hohen Geschwindigkeiten eingesetzt. Sie eignen sich für die Bearbeitung verschiedener verschleißfester nichtmetallischer Werkstoffe, wie z. B. GFK-Pulvermetallurgie-Rohlinge, keramische Werkstoffe usw., sowie verschiedener verschleißfester Nichteisenmetalle, wie z. B. verschiedene Silizium-Aluminium-Legierungen und Nichteisen-Metallveredelung.
Der Nachteil von Diamantwerkzeugen ist jedoch ihre geringe thermische Stabilität. Wenn die Schneidtemperatur 700°C bis 800°C überschreitet, geht die Härte des Diamanten vollständig verloren. Darüber hinaus eignen sich Diamantwerkzeuge nicht zum Schneiden von Eisenmetallen, da Diamant (Kohlenstoff) bei hohen Temperaturen leicht mit Eisenatomen in Wechselwirkung treten kann, wodurch Kohlenstoffatome in Graphitstrukturen umgewandelt werden, was das Werkzeug extrem zerbrechlich machen kann.
Das zweite superharte Material, kubisches Bornitrid (CBN), das durch ein ähnliches Verfahren wie Diamant hergestellt wird, ist in Bezug auf Härte und Wärmeleitfähigkeit dem Diamant überlegen.
Es hat eine ausgezeichnete thermische Stabilität und oxidiert nicht, wenn es in einer Atmosphäre auf 10.000℃ erhitzt wird.
CBN hat extrem stabile chemische Eigenschaften für Eisenmetalle und kann in großem Umfang bei der Bearbeitung von Stahlprodukten eingesetzt werden.
Typ des Werkzeugs aus kubischem Bornitrid
Kubisches Bornitrid (CBN) ist ein Stoff, der in der Natur nicht vorkommt.
Es gibt zwei Arten: einkristallines und polykristallines CBN, nämlich einkristallines und polykristallines kubisches Bornitrid (PCBN).
CBN ist eines der Isomere von Bornitrid (BN) und hat eine diamantähnliche Struktur.
PCBN (polykristallines kubisches Bornitrid) ist ein polykristalliner Werkstoff, bei dem feine CBN-Materialien durch eine Bindungsphase (TiC, TiN, Al, Ti usw.) unter hoher Temperatur und hohem Druck zusammengesintert werden.
Derzeit ist es ein Werkzeugmaterial, das eine künstlich synthetisierte Härte neben Diamant verwendet.
Es wird allgemein als superhartes Werkzeugmaterial bezeichnet.
PCBN wird hauptsächlich zur Herstellung von Werkzeugen verwendet.
PCBN-Werkzeuge können in integrale PCBN-Einsätze und in mit Hartmetall gesinterte PCBN-Verbundeinsätze unterteilt werden.
Die PCBN-Verbundklinge wird durch Sintern einer 0,5~1,0 mm dicken PCBN-Schicht auf Hartmetall mit guter Festigkeit und Zähigkeit hergestellt.
Seine Eigenschaften kombinieren gute Zähigkeit, hohe Härte und Verschleißfestigkeit.
Es löst die Probleme der geringen Biegefestigkeit und des schwierigen Schweißens von CBN-Wendeplatten.
Wichtigste Eigenschaften und Merkmale von kubischem Bornitrid
Obwohl die Härte von kubischem Bornitrid etwas geringer ist als die von Diamant, ist sie viel höher als die anderer hochharter Materialien.
Der herausragende Vorteil von CBN ist, dass seine thermische Stabilität viel höher ist als die von Diamant, nämlich bis zu 1200 °C (im Vergleich zu 700-800 °C bei Diamant).
Ein weiterer herausragender Vorteil ist, dass es chemisch inert ist und bei 1200-1300 °C nicht chemisch mit Eisen reagiert.
Die wichtigsten Leistungsmerkmale von kubischem Bornitrid sind folgende:
Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
Die Kristallstruktur von CBN ähnelt der von Diamant und hat vergleichbare Härte und Festigkeit.
PCBN eignet sich besonders für die Bearbeitung von Materialien mit hoher Härte, die zuvor nur geschliffen werden können, und kann eine hervorragende Oberflächenqualität des Werkstücks erzielen.
Hohe thermische Stabilität
Die Hitzebeständigkeit von CBN kann 1400 bis 1500℃ erreichen und ist damit fast doppelt so hoch wie die Hitzebeständigkeit von Diamant (700 bis 800℃).
PCBN-Werkzeuge können Superlegierungen und gehärtete Stähle mit 3 bis 5 Mal höheren Geschwindigkeiten schneiden als Hartmetallwerkzeuge.
Ausgezeichnete chemische Stabilität
Bei Materialien auf Eisenbasis bis zu 1200-1300℃ spielt es keine chemische Rolle.
Es nutzt sich nicht so stark ab wie Diamant, behält aber dennoch die Härte des Hartmetalls bei.
PCBN-Werkzeuge eignen sich zum Schneiden von gehärteten Stahlteilen und Hartguss und können in großem Umfang zum Hochgeschwindigkeitsschneiden von Gusseisen eingesetzt werden.
Hat eine gute Wärmeleitfähigkeit
Obwohl die Wärmeleitfähigkeit von CBN nicht mit der von Diamant mithalten kann, ist die Wärmeleitfähigkeit von PCBN in verschiedenen Werkzeugmaterialien nach der von Diamant die zweithöchste, die viel höher ist als die von Hochgeschwindigkeitsstahl und Hartlegierung.
Hat einen niedrigeren Reibungskoeffizienten
Ein niedriger Reibungskoeffizient führt zu geringeren Schnittkräften beim Schneiden, niedrigeren Schnitttemperaturen und einer besseren Oberflächenqualität.
Anwendung von Werkzeugen aus kubischem Bornitrid
Kubisches Bornitrid eignet sich für die Endbearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe wie gehärteter Stahl, hartes Gusseisen, Superlegierungen, Hartlegierungen und Spritzwerkstoffe.
Die Bearbeitungsgenauigkeit kann IT5 erreichen (das Loch ist IT6), und der Wert der Oberflächenrauhigkeit kann so klein wie Ra 1,25 bis 0,20 μm sein.
Das Werkzeugmaterial aus kubischem Bornitrid hat eine geringe Zähigkeit und Biegefestigkeit. Daher sind Drehwerkzeuge aus kubischem Bornitrid nicht für die Schruppbearbeitung mit niedriger Geschwindigkeit und großer Stoßbelastung geeignet. Außerdem eignen sie sich nicht für die Zerspanung von Kunststoffen (wie Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Nickelbasislegierungen, Stahl mit hoher Plastizität usw.), da die Zerspanung dieser Metalle zu einer starken Aufbauschneide führen kann, die die bearbeitete Oberfläche beeinträchtigen kann.
Keramikmesser zeichnen sich durch hohe Härte, gute Verschleißfestigkeit, ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und chemische Stabilität aus und sind nicht leicht mit Metallen zu verbinden.
Keramikwerkzeuge spielen eine wichtige Rolle bei der CNC-Bearbeitung und sind zu einem der wichtigsten Werkzeuge für das Hochgeschwindigkeitsschneiden und für schwer zu bearbeitende Materialien geworden.
Keramische Werkzeuge werden häufig für Hochgeschwindigkeits-, Trocken- und Hartbearbeitung sowie für die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe eingesetzt.
Keramikmesser können hochharte Materialien, die mit herkömmlichen Messern nicht bearbeitet werden können, effizient bearbeiten und "Fräsen statt Schleifen" erreichen.
Die optimale Schnittgeschwindigkeit von keramischen Werkzeugen kann 2 bis 10 Mal höher sein als die von Hartmetallwerkzeugen, was die Effizienz der Zerspanungsproduktion erheblich verbessert.
Der Hauptrohstoff, der für keramische Werkzeuge verwendet wird, ist das am häufigsten vorkommende Element in der Erdkruste. Daher ist die Förderung und Anwendung von Keramikwerkzeugen von großer Bedeutung für die Verbesserung der Produktivität, die Senkung der Bearbeitungskosten und die Einsparung strategischer Edelmetalle. Dies wird den Fortschritt in der Zerspanungstechnologie erheblich fördern.
Arten von keramischen Werkstoffen
Die Arten von keramischen Werkzeugen lassen sich im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen: Keramik auf Aluminiumoxidbasis, Keramik auf Siliziumnitridbasis und Verbundkeramik auf Siliziumnitrid- und Aluminiumoxidbasis.
Unter ihnen sind keramische Werkstoffe auf der Basis von Aluminiumoxid und Siliziumnitrid die am häufigsten verwendeten.
Keramiken auf Siliziumnitridbasis sind Keramiken auf Aluminiumoxidbasis überlegen.
Leistung und Eigenschaften von Keramikwerkzeugen
Hohe Härte und gute Verschleißfestigkeit
Obwohl die Härte keramischer Werkzeuge nicht so hoch ist wie die von PKD und PCBN, ist sie mit 93-95 HRA viel höher als die von Werkzeugen aus Hartlegierungen und Schnellarbeitsstahl.
Mit keramischen Werkzeugen können Werkstoffe mit hoher Härte bearbeitet werden, die mit herkömmlichen Werkzeugen nur schwer zu bearbeiten sind, und sie eignen sich für Hochgeschwindigkeits- und Hartzerspanung.
Hohe Temperaturbeständigkeit und Hitzebeständigkeit
Keramische Werkzeuge können auch bei Temperaturen über 1200 °C noch schneiden.
Keramische Werkzeuge haben gute mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen.
Das keramische Al2O3-Werkzeug hat eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit, und die Schneide kann auch im glühenden Zustand kontinuierlich verwendet werden.
Daher können keramische Werkzeuge trocken schneiden, so dass keine Schneidflüssigkeit benötigt wird.
Gute chemische Stabilität
Keramikmesser lassen sich nicht so leicht mit Metall verbinden und haben eine gute Korrosionsbeständigkeit und chemische Stabilität, was den Verschleiß des Werkzeugs durch die Verbindung verringern kann.
Niedriger Reibungskoeffizient
Keramikmesser haben eine geringe Affinität zu Metallen und einen niedrigen Reibungskoeffizienten, was die Schnittkräfte und Schnitttemperaturen reduziert.
Anwendung von keramischen Werkzeugen
Keramik gehört zu den Werkzeugwerkstoffen, die hauptsächlich für die Hochgeschwindigkeits-Schlicht- und Halbfertigbearbeitung verwendet werden.
Keramikfräser eignen sich zum Schneiden aller Arten von Gusseisen (Grauguss, Sphäroguss, Temperguss, Hartguss, hochlegiertes verschleißfestes Gusseisen) und Stahl (Kohlenstoffbaustahl, legierter Baustahl), hochfester Stahlhochmanganhaltiger Stahl, gehärteter Stahl usw.). Sie können auch zum Schneiden von Kupferlegierungen, Graphit, technischen Kunststoffen und Verbundwerkstoffen verwendet werden.
Keramische Werkstoffe haben eine geringe Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit und eignen sich nicht für die Zerspanung bei niedriger Geschwindigkeit und Schlagbelastung.
Die Beschichtung des Werkzeugs ist eine der wichtigsten Möglichkeiten zur Verbesserung der Werkzeugleistung.
Das Aufkommen von beschichtete Werkzeuge hat einen großen Durchbruch bei der Zerspanungsleistung erzielt.
Ein beschichtetes Werkzeug ist mit einer oder mehreren Schichten aus einer feuerfesten Verbindung mit guter Verschleißfestigkeit auf einem härteren Werkzeugkörper beschichtet. Dadurch wird die Werkzeugbasis mit einer harten Beschichtung kombiniert, um die Leistung des Werkzeugs zu maximieren.
Beschichtete Werkzeuge können die Effizienz der Bearbeitung erhöhen, die Bearbeitungsgenauigkeit steigern, die Lebensdauer der Werkzeuge verlängern und die Bearbeitungskosten senken.
Etwa 80% der Schneidwerkzeuge, die in neuen CNC-Maschine Werkzeuge beschichtete Werkzeuge verwenden.
Beschichtete Werkzeuge werden in Zukunft das wichtigste Werkzeug im Bereich der CNC-Bearbeitung sein.
Typ des beschichteten Werkzeugs
Je nach Beschichtungsmethode:
Beschichtete Werkzeuge lassen sich in durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) beschichtete Werkzeuge und durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) beschichtete Werkzeuge unterteilen.
Beschichtete Hartmetallwerkzeuge werden in der Regel nach dem Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung mit einer Abscheidetemperatur von etwa 1000°C beschichtet.
Beschichtete Schnellstahlwerkzeuge werden in der Regel nach dem Verfahren der physikalischen Abscheidung aus der Gasphase hergestellt, wobei die Abscheidungstemperatur etwa 500 °C beträgt.
Je nach dem Unterschied des Grundmaterials des Beschichtungswerkzeugs:
Beschichtete Werkzeuge lassen sich in beschichtete Hartmetallwerkzeuge, beschichtete Schnellstahlwerkzeuge und beschichtete Werkzeuge auf keramischen und superharten Werkstoffen (Diamant und kubisches Bornitrid) unterteilen.
Je nach Beschaffenheit des Beschichtungsmaterials:
Beschichtete Werkzeuge können in zwei große Kategorien unterteilt werden, nämlich in "hart" beschichtete Werkzeuge und "weich" beschichtete Werkzeuge.
Das Hauptziel von "hart" beschichteten Werkzeugen ist eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit. Ihre Hauptvorteile sind hohe Härte und gute Verschleißfestigkeit, typischerweise TiC- und TiN-Beschichtungen.
Das Ziel von "weichen" beschichteten Werkzeugen ist ein niedriger Reibungskoeffizient, auch bekannt als selbstschmierende Werkzeuge. Ihr Reibungskoeffizient mit dem Werkstückmaterial ist sehr niedrig, nur etwa 0,1, was die Haftung, Reibung, Schnittkraft und Schnitttemperatur verringern kann.
Vor kurzem wurden Werkzeuge für die Nanobeschichtung entwickelt.
Dieses beschichtete Werkzeug kann in verschiedenen Kombinationen von Beschichtungsmaterialien (z. B. Metall/Metall, Metall/Keramik, Keramik/Keramik usw.) verwendet werden, um unterschiedliche Funktions- und Leistungsanforderungen zu erfüllen.
Dank der durchdachten Nanobeschichtung verfügt das Werkzeugmaterial über hervorragende Reibungs- und Verschleißeigenschaften und eignet sich daher für das Hochgeschwindigkeits-Trockenschneiden.
Merkmale des Beschichtungswerkzeugs
Gute Mechanik und Schnittleistung
Das beschichtete Werkzeug kombiniert die hervorragenden Eigenschaften des Grundmaterials und des Beschichtungsmaterials, um die gute Zähigkeit und hohe Festigkeit des Substrats sowie die hohe Härte, die hohe Verschleißfestigkeit und den niedrigen Reibungskoeffizienten der Beschichtung zu erhalten.
Dadurch können beschichtete Werkzeuge mehr als doppelt so schnell schneiden wie unbeschichtete Werkzeuge und ermöglichen höhere Vorschubgeschwindigkeiten.
Die Lebensdauer der beschichteten Werkzeuge wird ebenfalls verbessert.
Starke Vielseitigkeit
Beschichtete Werkzeuge haben eine große Vielseitigkeit und eine breite Palette von Bearbeitungsmöglichkeiten, und ein beschichtetes Werkzeug kann anstelle mehrerer unbeschichteter Werkzeuge verwendet werden.
Dicke der Beschichtung
Die Standzeit der Werkzeuge steigt mit zunehmender Schichtdicke.
Wenn die Schichtdicke jedoch gesättigt ist, wird die Standzeit nicht mehr wesentlich erhöht.
Wenn die Beschichtung zu dick ist, kann sie leicht abblättern, und wenn die Beschichtung zu dünn ist, ist die Abriebfestigkeit schlecht.
Regrind
Die beschichtete Klinge hat ein schlechtes Nachschleifen, komplizierte Beschichtungsanlagen, hohe Prozessanforderungen und lange Beschichtungszeiten.
Material der Beschichtung
Schneidewerkzeuge mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien haben eine unterschiedliche Schneidleistung.
TiC-Beschichtungen sind beispielsweise beim Schneiden mit niedrigen Geschwindigkeiten von Vorteil, während TiN für das Hochgeschwindigkeitsschneiden geeignet ist.
Einsatz von beschichteten Werkzeugen
Beschichtete Werkzeuge haben ein großes Potenzial im Bereich der CNC-Bearbeitung und werden in Zukunft das wichtigste Werkzeug im Bereich der CNC-Bearbeitung sein.
Die Beschichtungstechnologie wird bei Schaftfräsern, Reibahlen, Bohrern und Werkzeugen für die Bearbeitung von Verbundbohrungen eingesetzt, Wälzfräser, Ritzelfräser, Schabewerkzeuge, Formräumnadeln und verschiedene Wendeschneidplatten für Maschinen.
Sie erfüllt die Anforderungen der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von verschiedenen Stählen und Gusseisen, hitzebeständigen Legierungen und Nichteisenmetallen.
Hartmetallwerkzeuge, insbesondere Wendeschneidplattenwerkzeuge, sind die führenden Produkte für CNC-Bearbeitungswerkzeuge.
Seit den 1980er Jahren wurden verschiedene Arten von integralen und wendbaren Hartmetallwerkzeugen oder -Wendeplatten auf verschiedene Bereiche der Zerspanung ausgeweitet.
Unter ihnen haben sich Wendeschneidplattenwerkzeuge von einfachen Drehwerkzeugen und Stirnfräsen Fräsern bis hin zu verschiedenen Präzisions-, komplexen und formgebenden Werkzeugen.
Art des Hartmetallwerkzeugs
Je nach der wichtigsten chemischen Zusammensetzung kann Hartmetall in Hartlegierungen auf Wolframkarbidbasis und Hartlegierungen auf Kohlenstoffbasis (Titannitrid) (TiC(N)) unterteilt werden.
Zu den Sinterkarbiden auf Wolframkarbidbasis gehören Wolframkobalt (YG), Wolframkobalttitan (YT) und Seltene Karbide (YW), die jeweils Vor- und Nachteile haben.
Die Hauptbestandteile sind Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC), Tantalkarbid (TaC), Niobkarbid (NbC) usw., und die üblicherweise verwendete Metallbindungsphase ist Co.
Das kohlenstoffhaltige (stickstoffhaltige) Sinterkarbid auf Titanbasis ist eine Hartlegierung, die TiC als Hauptbestandteil enthält (dem teilweise andere Karbide oder Nitride beigemischt sind), und die üblicherweise verwendeten Metallbindungsphasen sind Mo und Ni.
Die Internationale Organisation für Normung (ISO) teilt Schneidkarbide in drei Kategorien ein:
Die Klasse K, einschließlich K10 bis K40, entspricht der chinesischen Klasse YG (Hauptbestandteil ist WC.Co).
Klasse P, einschließlich P01 bis P50, entspricht YT in China (der Hauptbestandteil ist WC.TiC.Co).
Die Klasse M, einschließlich M10 bis M40, entspricht in China der Klasse YW (Hauptbestandteil ist WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Jede Sorte steht für eine Reihe von Legierungen, die von hoher Härte bis zu maximaler Zähigkeit reichen, mit Nummern zwischen 01 und 50.
Leistungsmerkmale von Werkzeugen aus Sinterkarbid
Hohe Härte
Hartmetallwerkzeuge werden durch Pulvermetallurgie aus Karbiden mit hoher Härte und hohem Schmelzpunkt (sog. Hartphase) und Metallbindern (sog. gebundene Phasen) hergestellt.
Ihre Härte beträgt 89-93 HRA und ist damit wesentlich höher als die von Schnellarbeitsstahl.
Bei 540°C erreicht die Härte immer noch 82-87 HRA.
Bei Raumtemperatur ist der Härtewert derselbe wie bei Schnellarbeitsstahl (83~86 HRA).
Der Härtewert von Sinterkarbid hängt von der Art, der Menge, der Teilchengröße und dem Gehalt der metallgebundenen Phase des Karbids ab und nimmt im Allgemeinen mit zunehmendem Gehalt der metallgebundenen Phase ab.
Bei gleichem Gehalt der Bindephase ist die Härte der YT-Legierung höher als die der YG-Legierung.
Die Legierung, der TaC (NbC) zugesetzt wird, hat eine hohe Warmhärte.
Biegefestigkeit und Zähigkeit
Die Biegefestigkeit der üblicherweise verwendeten Hartmetalle liegt im Bereich von 900~1500 MPa.
Je höher der Anteil der metallischen Bindungsphase, desto höher ist die Biegefestigkeit.
Bei gleichem Bindemittelgehalt ist die Festigkeit der Legierung auf YG-Basis (WC-Co) höher als die der Legierung auf YT-Basis (WC-TiC-Co), und die Festigkeit nimmt mit steigendem TiC-Gehalt ab.
Sinterkarbid ist ein sprödes Material, dessen Schlagzähigkeit bei Raumtemperatur nur 1/30~1/8 von Schnellarbeitsstahl beträgt.
Anwendungen von häufig verwendeten Hartmetallwerkzeugen
YG-Legierungen werden hauptsächlich für die Bearbeitung von Gusseisen, Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen verwendet.
Feinkörnige Hartlegierungen (wie YG3X, YG6X) haben bei gleichem Kobaltgehalt eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit als mittelkörnige Legierungen. Sie eignen sich für die Bearbeitung einiger spezieller harter Gusseisen, austenitischer rostfreier Stähle, hitzebeständiger Legierungen, Titanlegierungen, Hartbronze und verschleißfester Isoliermaterialien.
Die herausragenden Vorteile der Hartmetalle vom Typ YT sind die hohe Härte, die gute Wärmebeständigkeit, die hohe Härte und Druckfestigkeit bei hohen Temperaturen, die höhere Beständigkeit gegen YG und die bessere Oxidationsbeständigkeit.
Daher sollte eine Sorte mit hohem TiC-Gehalt gewählt werden, wenn das Werkzeug eine hohe Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit erfordert.
YT-Legierungen eignen sich für die Verarbeitung von Stahlwerkstoffen, aber nicht für die Verarbeitung von Titanlegierungen und Silizium Aluminiumlegierungen.
YW-Legierungen haben die Eigenschaften von YG- und YT-Legierungen und verfügen über gute umfassende Eigenschaften. Sie können sowohl für die Verarbeitung von Stahlwerkstoffen als auch für die Verarbeitung von Gusseisen und Nichteisenmetallen verwendet werden.
Solche Legierungen können bei entsprechender Zugabe von Kobalt mit hoher Festigkeit und zum Schruppen und unterbrochenen Schneiden verschiedener schwer zu bearbeitender Werkstoffe verwendet werden.
Schnellarbeitsstahl (HSS) ist ein hochlegierter Werkzeugstahl mit mehr Legierungselementen wie W, Mo, Cr und V.
Schnellschneider aus Stahl verfügen über hervorragende umfassende Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit, Zähigkeit und Verarbeitung.
Bei komplexen Werkzeugen, insbesondere bei der Herstellung von Lochschneidwerkzeugen, Fräsern, Gewindeschneidern, Räumnadeln, Schneidwerkzeugen und anderen klingenförmigen komplexen Werkzeugen, dominiert nach wie vor der Schnellarbeitsstahl.
Werkzeuge aus Hochgeschwindigkeitsstahl lassen sich leicht mit scharfen Schneiden schleifen.
Schnellarbeitsstähle lassen sich je nach Anwendung in allgemeine Schnellarbeitsstähle und Hochleistungs-Schnellarbeitsstähle unterteilen.
Universal Hochgeschwindigkeitsstahl Kutter
Allgemeiner Schnellarbeitsstahl kann in zwei Arten unterteilt werden: Wolframstahl und Wolfram-Molybdän-Stahl.
Diese Art von Schnellarbeitsstahl enthält 0,7% bis 0,9% Kohlenstoff (C).
Je nach der im Stahl enthaltenen Menge an Wolfram kann er unterteilt werden in Wolframstahl mit 12% oder 18% aus Wolfram.
Wolfram-Molybdän-Stahl, der 6% oder 8% Wolfram enthält, und ein Molybdänstahl mit 2% Wolfram oder ohne Wolfram.
Allgemeiner Schnellarbeitsstahl hat eine gewisse Härte (63-66 HRC) und Verschleißfestigkeit, hohe Festigkeit und Zähigkeit, gute Plastizität und Verarbeitungstechnologie.
Daher wird es in großem Umfang für die Herstellung verschiedener komplexer Werkzeuge verwendet.
Wolfram-Stahl
Die allgemeine Sorte von Wolframstahl für Schnellarbeitsstahl ist W18Cr4V (bezeichnet als W18), die eine gute umfassende Leistung aufweist. Die Hochtemperaturhärte beträgt 48,5 HRC bei 600 °C und kann für die Herstellung einer Vielzahl komplexer Werkzeuge verwendet werden. Er hat die Vorteile einer guten Schleifbarkeit und geringer Entkohlung Empfindlichkeit. Aufgrund des hohen Karbidgehalts ist die Verteilung jedoch weniger gleichmäßig, die Partikel sind größer, und die Festigkeit und Zähigkeit sind nicht hoch.
Wolframkarbidstahl
Es handelt sich um einen Schnellarbeitsstahl, bei dem ein Teil des Wolframs im Wolframstahl durch Molybdän ersetzt wird.
Die typische Sorte von Wolfram-Molybdän-Stahl ist W6Mo5Cr4V2 (bezeichnet als M2).
Die Karbidpartikel von M2 sind fein und gleichmäßig, und die Festigkeit, Zähigkeit und Hochtemperaturplastizität sind besser als bei W18Cr4V.
Eine andere Art von Wolfram-Molybdän-Stahl ist W9Mo3Cr4V (genannt W9). Seine thermische Stabilität ist etwas höher als die des Stahls M2, und seine Biegefestigkeit und Zähigkeit sind besser als die des W6Mo5Cr4V2, und er lässt sich gut bearbeiten.
Hochleistungs-Hochgeschwindigkeitsstahlfräser
Hochleistungs-Schnellarbeitsstahl ist eine neue Stahlsorte, die einige Kohlenstoffgehalt, Vanadiumgehalt und Legierungselemente wie Co und Al in den allgemeinen Schnellarbeitsstahl ein, wodurch sich seine Wärme- und Verschleißbeständigkeit verbessert.
Es gibt hauptsächlich die folgenden Hauptkategorien:
Schnellarbeitsstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt
Hochkohlenstoffhaltiger Schnellarbeitsstahl (z. B. 95W18Cr4V), hohe Härte bei Raumtemperatur und hoher Temperatur, geeignet für die Herstellung von gewöhnlichem Stahl und Gusseisen, Bohrern mit hoher Verschleißfestigkeit, Reibahlen, Gewindebohrern und Fräsern oder Werkzeugen für die Bearbeitung harter Materialien. Nicht geeignet für große Stöße.
Schnellarbeitsstahl mit hohem Vanadiumgehalt
Typische Sorten wie W12Cr4V4Mo (kurz EV4) erhöhen V auf 3% bis 5%.
Es hat eine gute Verschleißfestigkeit und eignet sich zum Schneiden von Materialien mit hohem Werkzeugverschleiß, wie Fasern, Hartgummi, Kunststoff usw. Es kann auch für die Bearbeitung von rostfreiem Stahl, hochfestem Stahl und Hochtemperaturlegierungen verwendet werden.
Kobaltschnellstahl
Es handelt sich um einen kobalthaltigen Superschnellstahl mit einer typischen Sorte wie W2Mo9Cr4VCo8 (bezeichnet als M42).
Es hat eine hohe Härte von 69-70 HRC und eignet sich für die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe, wie hochfester hitzebeständiger Stahl, hochwarmfeste Legierungen und Titanlegierung.
M42 ist sehr gut schleifbar und eignet sich für die Herstellung komplexer Werkzeuge, ist aber nicht für die Bearbeitung unter Schlagzähigkeit geeignet.
Aluminium Schnellarbeitsstahl
Es ist eine Art von Aluminium superharten Schnellarbeitsstahl, typischen Grad, wie W6Mo5Cr4V2Al, (Abkürzung 501).
Die Hochtemperaturhärte bei 6000C erreicht ebenfalls 54HRC, und die Schneidleistung entspricht der von M42.
Geeignet für die Herstellung von Fräsern, Bohrern, Reibahlen, Zahnradfräsern, Räumnadeln usw. zur Bearbeitung legierter StahlEdelstahl, hochfester Stahl und hochwarmfeste Legierungen.
Stickstoffsuperharter Schnellarbeitsstahl
Typische Sorten wie W12M03Cr4V3N (V3N) sind stickstoffhaltige superharte Schnellarbeitsstähle.
Härte, Festigkeit und Zähigkeit sind mit denen von M42 vergleichbar.
Er kann als Ersatz für kobalthaltigen Schnellarbeitsstahl für das Langsamschneiden von schwer zu bearbeitenden Werkstoffen und für die Hochpräzisionsbearbeitung mit geringer Geschwindigkeit verwendet werden.
Schmelzen von Schnellarbeitsstahl und Pulvermetallurgie von Schnellarbeitsstahl
Je nach Herstellungsverfahren kann Schnellarbeitsstahl in schmelzflüssigen Schnellarbeitsstahl und pulvermetallurgischen Schnellarbeitsstahl unterteilt werden.
Smelting Schnellarbeitsstahl
Sowohl gewöhnlicher Schnellarbeitsstahl als auch Hochleistungsschnellarbeitsstahl werden durch ein Schmelzverfahren hergestellt.
Sie werden durch Verfahren wie Schmelzen, Barrengießen und Walzen zu Werkzeugen verarbeitet.
Ein ernstes Problem, das beim Schmelzen von Schnellarbeitsstahl auftreten kann, ist die Entmischung von Karbiden. Harte und spröde Karbide sind im Schnellarbeitsstahl ungleichmäßig verteilt und haben grobe Körner (bis zu einigen zehn Mikrometern), was sich negativ auf die Verschleißfestigkeit, die Zähigkeit und die Schneidleistung von Schnellarbeitsstahlwerkzeugen auswirkt.
Pulvermetallurgischer Schnellarbeitsstahl (PM HSS)
Pulvermetallurgisch hergestellter Schnellarbeitsstahl (PM HSS) ist geschmolzener Stahl, der in einem Hochfrequenz-Induktionsofen geschmolzen und mit Hochdruck-Argon oder reinem Stickstoff zerstäubt wird. Anschließend wird er abgeschreckt, um eine feine und gleichmäßige Kristallstruktur (Schnellstahlpulver) zu erhalten. Das erhaltene Pulver wird dann unter hoher Temperatur und hohem Druck zu einem Klingenrohling gepresst oder zunächst zu einer Stahlbramme geformt und dann geschmiedet und in eine Werkzeugform gewalzt.
Im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl, der nach dem Schmelzverfahren hergestellt wird, hat PM HSS die Vorteile feiner und gleichmäßiger Karbidkörner sowie eine höhere Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.
Im Bereich der komplexen CNC-Werkzeuge werden PM-HSS-Werkzeuge eine immer wichtigere Rolle spielen. Typische Sorten sind F15, FR71, GFl, GF2, GF3, PT1, PVN, etc.
Es kann für die Herstellung von großen, schweren und schlagfesten Werkzeugen sowie von Präzisionswerkzeugen verwendet werden.
Zu den derzeit weit verbreiteten CNC-Werkzeugmaterialien gehören Diamantwerkzeuge, Werkzeuge aus kubischem Bornitrid, Keramikwerkzeuge, beschichtete Werkzeuge, Hartmetallwerkzeuge und Schnellstahlwerkzeuge.
Die Gesamtzahl der Werkzeugmaterialien ist groß, und ihre Leistungen sind sehr unterschiedlich. Die wichtigsten Leistungsindikatoren der verschiedenen Werkzeugmaterialien sind wie folgt:
| Typen | Dichte g/cm2 | Hitzebeständig ℃ | Härte | Biegen Stärke Mpa | Thermische Leitfähigkeit w/(m.K） | Wärmeausdehnungskoeffizient ×10-5/℃ | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Polykristalliner Diamant | 3.47-3.56 | 700-800 | ＞9000HV | 600-1100 | 210 | 3.1 | |
| Polykristallines kubisches Borkarbid | 3.44-3.49 | 1300-1500 | 4500HV | 500-800 | 130 | 4.7 | |
| Keramisches Messer | 3.1-5.0 | ＞1200 | 91-95HRA | 700-1500 | 15.0-38.0 | 7.0-9.0 | |
| Sinterkarbid | Wolfram-Kobalt | 14.0-15.5 | 800 | 89-91.5HRA | 1000-2350 | 74.5-87.9 | 3-7.5 |
| Wolfram, Kobalt, Titan | 9.0-14.0 | 900 | 89-92.5HRA | 800-1800 | 20.9-62.8 | ||
| Allgemeine Legierung | 12.0-14.0 | 1000-1100 | ~92.5HRA | / | / | ||
| TiC-Basis-Legierung | 5.0-7.0 | 1100 | 92-93.5HRA | 1150-1350 | / | 8.2 | |
| Hochgeschwindigkeitsstahl | 8.0-8.8 | 600-700 | 62-70HRC | 2000-4500 | 15.0-30.0 | 8-12 | |
Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung müssen entsprechend dem zu bearbeitenden Werkstück und der Art des Prozesses ausgewählt werden.
Die Auswahl der Schneidewerkstoffe sollte genau auf das zu bearbeitende Objekt abgestimmt sein. Die Abstimmung des Schneidwerkzeugs auf das zu bearbeitende Objekt bezieht sich hauptsächlich auf die Abstimmung der mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe, um eine möglichst lange Standzeit des Werkzeugs und eine maximale Produktivität bei der Bearbeitung zu erreichen.
Das Problem der Abstimmung der mechanischen Eigenschaften zwischen dem Schneidwerkzeug und dem zu bearbeitenden Objekt bezieht sich hauptsächlich auf die Parameter der mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit und Härte des Werkzeugs und des Werkstückmaterials.
Für die Bearbeitung von Werkstoffen eignen sich Werkzeugmaterialien mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften.
Die Reihenfolge der Härte des Werkzeugmaterials ist wie folgt: Diamantwerkzeug > Werkzeug aus kubischem Bornitrid > Keramikwerkzeug > Hartlegierung > Schnellarbeitsstahl.
Die Reihenfolge der Biegefestigkeit des Werkzeugmaterials ist wie folgt: Schnellarbeitsstahl > Hartlegierung > Keramikwerkzeug > Diamant- und kubisches Bornitridwerkzeug.
Die Reihenfolge der Zähigkeit des Werkzeugmaterials ist wie folgt: Schnellarbeitsstahl > Hartlegierung > Werkzeuge aus kubischem Bornitrid, Diamant und Keramik.
Hochharte Werkstoffe müssen mit Werkzeugen höherer Härte bearbeitet werden. Die Härte des Werkzeugmaterials muss höher sein als die Härte des Werkstückmaterials, die im Allgemeinen über 60 HRC liegen muss. Je höher die Härte des Werkzeugmaterials ist, desto besser ist seine Verschleißfestigkeit.
Erhöht sich beispielsweise der Kobaltanteil im Hartmetall, steigen Festigkeit und Zähigkeit, die Härte nimmt ab, und es eignet sich für die Grobbearbeitung. Wenn der Kobaltanteil sinkt, nehmen Härte und Verschleißfestigkeit zu, was für die Endbearbeitung geeignet ist.
Werkzeuge mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen eignen sich besonders für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Die hervorragende Hochtemperaturleistung keramischer Werkzeuge ermöglicht das Schneiden bei hohen Geschwindigkeiten, die 2-10 Mal höher sind als bei Hartmetall.
Für die Bearbeitung von Werkstoffen eignen sich Werkzeuge mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, z. B. Schnellstahlwerkzeuge mit hoher Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Schmelzpunkt, Keramikwerkzeuge mit hohem Schmelzpunkt und geringer Wärmeausdehnung sowie Diamantwerkzeuge mit hoher Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmeausdehnung.
Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit schlechter Wärmeleitfähigkeit sollte ein Werkzeugmaterial mit besserer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, damit die Schnittwärme schnell übertragen werden kann und die Schnitttemperatur sinkt.
Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit und des thermischen Diffusionsvermögens von Diamant wird die Schneidewärme leicht abgeleitet und verursacht keine großen thermischen Verformungen. Dies ist besonders wichtig für Präzisionsbearbeitungswerkzeuge mit hoher Maßgenauigkeit.
Wärmebeständigkeitstemperatur verschiedener Werkzeugmaterialien:
700~8000C für Diamantwerkzeuge, 13000～15000C für PCBN-Werkzeuge, 1100～12000C für keramische Werkzeuge, 900～11000C für TiC(N)-basierte Hartlegierungen, WC-basierte ultrafeinkörnige harte Die Qualität der Legierung ist 800 bis 9000 C, und die HSS ist 600 bis 7000 C.
Wärmeleitfähigkeitsverlauf verschiedener Werkzeugmaterialien:
PCD>PCBN>WC-basiertes Sinterkarbid>TiC(N)-basiertes Sinterkarbid>HSS>Si3N4-basierte Keramik>A1203-basierte Keramik.
Die Reihenfolge der Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Werkzeugmaterialien ist:
HSS>WC-basiertes Hartmetall>TiC(N)> Keramik auf A1203-Basis>PCBN>Si3N4-basierte Keramik>PCD.
Die Reihenfolge der Temperaturwechselbeständigkeit der verschiedenen Werkzeugmaterialien ist:
HSS>WC-basiertes Sinterkarbid>Si3N4-basierte Keramik>PCBN>PCD>TiC(N)-basiertes Sinterkarbid>A1203-basierte Keramik.
Die Abstimmung der chemischen Eigenschaften des Schneidwerkzeugs auf das zu bearbeitende Objekt bezieht sich hauptsächlich auf die Abstimmung der chemischen Eigenschaften des Werkzeugs auf die chemische Affinität, die chemische Reaktion, die Diffusion und die Auflösung des Werkstückmaterials.
Werkzeuge mit unterschiedlichen Werkstoffen sind für die Bearbeitung verschiedener Werkstückmaterialien geeignet.
Die Anti-Bonding-Temperatur verschiedener Werkzeugmaterialien (und Stahl) ist:
PCBN>Keramik>Hartlegierung>HSS.
Die Oxidationstemperatur der verschiedenen Werkzeugmaterialien ist:
Keramik>PCBN>Hartlegierung>Diamant>HSS.
Die Diffusionsfestigkeit verschiedener Werkzeugmaterialien (für Stahl) ist:
Diamant > Keramik auf Si3N4-Basis > PCBN > Keramik auf A1203-Basis.
Die Diffusionsfestigkeit (für Titan) beträgt:
Keramik auf A1203-Basis > PCBN > SiC > Si3N4 > Diamant.
Im Allgemeinen eignen sich PCBN, keramische Werkzeuge, beschichtetes Hartmetall und Hartmetallwerkzeuge auf TiCN-Basis für die CNC-Bearbeitung von Eisenmetallen wie Stahl.
PKD-Werkzeuge eignen sich für die Bearbeitung von Nichteisenwerkstoffen wie Al, Mg, Cu, Legierungen und nichtmetallischen Werkstoffen.
In Tabelle 2 sind einige Werkstoffe aufgeführt, die sich für die Bearbeitung mit den oben genannten Werkstoffen eignen.
| Schneidewerkzeug | Hoch Härte Stahl | Wärme resistent Legierung | Titan Legierung | Nickel basiert Superlegierung | Gießen Eisen | Reines Stahl | Hoch Silizium Aluminium Legierung | FRP Verbundwerkstoff Material |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PCD | × | × | ◎ | × | × | × | ◎ | ◎ |
| PCBN | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ● | ● | |
| Keramisches Messer | ◎ | ◎ | × | ◎ | ◎ | ● | × | × |
| Schicht Sinterkarbid | ○ | ◎ | ◎ | ● | ◎ | ◎ | ● | ● |
| TiCN-basierte Hartlegierung | ● | × | × | × | ◎ | ● | × | × |
Anmerkung:
◎ - Ausgezeichnet
○ - Gut
● - OK
× - Schlecht
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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