El desarrollo de los cuchillos ocupa un lugar importante en la historia del progreso humano. Ya entre los siglos 28 y 20 a. C. aparecieron en China conos de latón y conos de cobre, taladros, cuchillos y otros cuchillos de cobre. A finales del período de los Reinos Combatientes (siglo III a. C.), se fabricaron cuchillos de cobre gracias al dominio de la tecnología de cementación. Los taladros y sierras de aquella época tenían algunas similitudes con los taladros y sierras planos modernos.
El rápido desarrollo de los cuchillos se produjo con el desarrollo de máquinas como las máquinas de vapor a finales del siglo XVIII.
En 1783, René de Francia produjo por primera vez fresas. En 1923, el alemán Schrotter inventó el carburo cementado. Cuando se utiliza carburo cementado, la eficiencia es más del doble que la del acero de alta velocidad y la calidad de la superficie y la precisión dimensional de la pieza de trabajo procesada mediante corte también mejoran enormemente.
Debido al alto precio del acero rápido y del carburo cementado, en 1938 la empresa alemana Degusa obtuvo una patente para los cuchillos cerámicos. En 1972, General Electric Company de Estados Unidos produjo hojas de diamante sintético policristalino y de nitruro de boro cúbico policristalino. Estos materiales de herramientas no metálicos permiten que la herramienta corte a velocidades más altas.
En 1969, la acería sueca Sandvik obtuvo una patente para producir insertos de carburo recubiertos de carburo de titanio mediante deposición química de vapor. En 1972, Bangsha y Lagolan en los Estados Unidos desarrollaron un método de deposición física de vapor para recubrir una capa dura de carburo de titanio o nitruro de titanio sobre la superficie de carburo cementado o herramientas de acero de alta velocidad. El método de recubrimiento de la superficie combina la alta resistencia y tenacidad del material base con la alta dureza y resistencia al desgaste de la capa superficial, de modo que el material compuesto tiene un mejor rendimiento de corte.
Debido a la alta temperatura, alta presión, alta velocidad y piezas que trabajan en medios fluidos corrosivos, se utilizan cada vez más materiales difíciles de mecanizar, y el nivel de automatización del procesamiento de corte y los requisitos de precisión del procesamiento son cada vez mayores. . Al seleccionar el ángulo de la herramienta, es necesario considerar la influencia de varios factores, como el material de la pieza de trabajo, el material de la herramienta, las propiedades de procesamiento (desbaste, acabado), etc., y debe seleccionarse razonablemente de acuerdo con la situación específica.
Materiales de herramientas comunes: acero de alta velocidad, carburo cementado (incluido cermet), cerámica, CBN (nitruro de boro cúbico), PCD (diamante policristalino), debido a que su dureza es más dura que uno, por lo general, la velocidad de corte también es una. más alto que el otro.
Análisis del rendimiento del material de la herramienta.
Acero de alta velocidad:
Se puede dividir en acero ordinario de alta velocidad y acero de alta velocidad de alto rendimiento.
El acero ordinario de alta velocidad, como el W18Cr4V, se utiliza ampliamente en la fabricación de diversos cuchillos complejos. Su velocidad de corte generalmente no es demasiado alta y es de 40 a 60 m/min cuando se cortan materiales de acero comunes.
El acero de alta velocidad de alto rendimiento, como el W12Cr4V4Mo, se funde añadiendo algo de contenido de carbono, contenido de vanadio, cobalto, aluminio y otros elementos al acero de alta velocidad ordinario. Su durabilidad es entre 1,5 y 3 veces mayor que la del acero rápido ordinario.
Carburo:
Según GB2075-87 (con referencia al estándar 190), se puede dividir en tres categorías: P, M y K. El carburo cementado tipo P se usa principalmente para procesar metales ferrosos con virutas largas, y el azul se usa como una marca; El tipo M se utiliza principalmente para procesar metales ferrosos. Y los metales no ferrosos, marcados con amarillo, también conocidos como aleaciones duras de uso general, el tipo K se utiliza principalmente para procesar metales ferrosos, metales no ferrosos y materiales no metálicos con virutas cortas, marcados con rojo.
Los números arábigos detrás de P, M y K indican su rendimiento y carga de procesamiento o condiciones de procesamiento. Cuanto menor sea el número, mayor será la dureza y peor la tenacidad.
cerámica:
Los materiales cerámicos tienen buena resistencia al desgaste y pueden procesar materiales de alta dureza que son difíciles o imposibles de procesar con herramientas tradicionales. Además, las herramientas de corte de cerámica pueden eliminar el consumo de energía del proceso de recocido y, por lo tanto, también pueden aumentar la dureza de la pieza de trabajo y prolongar la vida útil del equipo de la máquina.
La fricción entre la hoja de cerámica y el metal es pequeña al cortar, el corte no es fácil de pegar a la hoja, no es fácil producir filo acumulado y puede realizar cortes a alta velocidad. Por tanto, en las mismas condiciones, la rugosidad superficial de la pieza de trabajo es relativamente baja. La durabilidad de la herramienta es varias veces o incluso decenas de veces mayor que la de las herramientas tradicionales, lo que reduce la cantidad de cambios de herramienta durante el procesamiento; Resistencia a altas temperaturas, buena dureza al rojo. Puede cortar continuamente a 1200°C. Por tanto, la velocidad de corte de las plaquitas cerámicas puede ser mucho mayor que la del carburo cementado. Puede realizar cortes a alta velocidad o realizar "reemplazar el rectificado por torneado y fresado". La eficiencia de corte es de 3 a 10 veces mayor que la de las herramientas de corte tradicionales, lo que logra el efecto de ahorrar horas de trabajo, electricidad y cantidad de máquinas herramienta entre un 30 y un 70 % o más.
CBN:
Este es el segundo material con mayor dureza conocido actualmente. La dureza de la lámina compuesta de CBN es generalmente HV3000 ~ 5000, que tiene alta estabilidad térmica y dureza a altas temperaturas, y tiene una alta resistencia a la oxidación. Se produce oxidación y no se produce ninguna reacción química con materiales a base de hierro a 1200-1300 ° C. Tiene buena conductividad térmica y bajo coeficiente de fricción.
PCD de diamante policristalino:
Los cuchillos de diamante tienen las características de alta dureza, alta resistencia a la compresión, buena conductividad térmica y resistencia al desgaste, y pueden obtener alta precisión y eficiencia de procesamiento en cortes a alta velocidad. Dado que la estructura del PCD es un cuerpo sinterizado de diamante de grano fino con diferentes orientaciones, su dureza y resistencia al desgaste son aún más bajas que las del diamante monocristalino a pesar de la adición de un aglutinante. La afinidad entre los metales no ferrosos y los materiales no metálicos es muy pequeña, y no es fácil que las virutas se adhieran a la punta de la herramienta para formar un borde acumulado durante el procesamiento.
Los respectivos campos de aplicación de los materiales:
Acero de alta velocidad: se utiliza principalmente en ocasiones que requieren alta tenacidad, como herramientas de conformado y formas complejas;
Carburo cementado: la más amplia gama de aplicaciones, básicamente capaz;
Cerámica: Se utiliza principalmente en mecanizado de desbaste y mecanizado de alta velocidad de torneado de piezas duras y piezas de hierro fundido;
CBN: Se utiliza principalmente en torneado de piezas duras y mecanizado a alta velocidad de piezas de hierro fundido (en términos generales, es más eficiente que la cerámica en términos de resistencia al desgaste, tenacidad al impacto y resistencia a la fractura);
PCD: Se utiliza principalmente para cortes de alta eficiencia de metales no ferrosos y materiales no metálicos.
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Hora de publicación: 02-jun-2023
