El desarrollo de cuchillos ocupa una posición importante en la historia del progreso humano.Ya en los siglos 28 al 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 debido al dominio de la tecnología de cementación.Los taladros y sierras de esa 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 fabricó por primera vez fresas.En 1923, Schrotter de Alemania 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 por corte también mejoran considerablemente.
Debido al alto precio del acero rápido y el carburo cementado, en 1938, la empresa alemana Degusa obtuvo una patente sobre cuchillos de cerámica.En 1972, General Electric Company de los Estados Unidos produjo hojas de diamante sintético policristalino y nitruro de boro cúbico policristalino.Estos materiales de herramienta no metálicos permiten que la herramienta corte a velocidades más altas.
En 1969, la sueca Sandvik Steel Works 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 en la superficie de herramientas de carburo cementado o acero rápido.El método de recubrimiento superficial 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, la alta presión, la alta velocidad y las 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 más altos. .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 el cermet), cerámica, CBN (nitruro de boro cúbico), PCD (diamante policristalino), porque su dureza es más dura que uno, por lo que, en términos generales, la velocidad de corte también es Uno es más alto que el otro.
Análisis de 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 común de alta velocidad, como el W18Cr4V, se usa ampliamente en la fabricación de varios cuchillos complejos.Su velocidad de corte generalmente no es demasiado alta y es de 40-60 m/min cuando se cortan materiales de acero comunes.
El acero de alta velocidad de alto rendimiento, como W12Cr4V4Mo, se funde agregando algo de contenido de carbono, contenido de vanadio, cobalto, aluminio y otros elementos al acero de alta velocidad ordinario.Su durabilidad es de 1,5 a 3 veces mayor que la del acero de alta velocidad ordinario.
Carburo:
De acuerdo con 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 adherir a la hoja y no es fácil producir un borde acumulado, y puede realizar un corte de alta velocidad.Por lo tanto, bajo las mismas condiciones, la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo es relativamente baja.La durabilidad de la herramienta es varias veces o incluso decenas de veces superior a la de las herramientas tradicionales, lo que reduce el número de cambios de herramienta durante el procesamiento;resistencia a altas temperaturas, buena dureza roja.Puede cortar continuamente a 1200°C.Por lo tanto, la velocidad de corte de los insertos cerámicos puede ser mucho mayor que la del carburo cementado.Puede realizar cortes de alta velocidad o realizar "reemplazo de rectificado con torneado y fresado".La eficiencia de corte es de 3 a 10 veces mayor que la de las herramientas de corte tradicionales, logrando el efecto de ahorrar horas de mano de obra, electricidad y el número de máquinas herramienta en un 30-70 % o más.
CBN:
Este es el segundo material de mayor dureza conocido actualmente.La dureza de la lámina compuesta de CBN es generalmente HV3000~5000, que tiene alta estabilidad térmica y dureza a alta temperatura, y tiene 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 de procesamiento y eficiencia de procesamiento en el corte de alta velocidad.Dado que la estructura de 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 las virutas no se adhieren fácilmente a la punta de la herramienta para formar un borde acumulado durante el procesamiento.
Los respectivos campos de aplicación de los materiales:
Acero rápido: utilizado principalmente en ocasiones que requieren alta tenacidad, como herramientas de formación y formas complejas;
Carburo cementado: la más amplia gama de aplicaciones, básicamente capaz;
Cerámica: se utiliza principalmente en el mecanizado de desbaste y el mecanizado de alta velocidad de torneado de piezas duras y piezas de hierro fundido;
CBN: Se utiliza principalmente en el torneado de piezas duras y el 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 el corte de alta eficiencia de metales no ferrosos y materiales no metálicos.
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Hora de publicación: 02-jun-2023
