Steeltec LC215K和LC225K——鋼車削的行家里手
車削刀片的性能在過去三十年里取得了巨大的進步。從上世紀70年代的氮化鈦TiN涂層到隨后的氮碳化鈦TiCN涂層,再到80年代黑色耐高溫的陶瓷涂層,鋼件的切削速度已經提高到200m/min以上,同時還減少了月牙洼磨損,從而在縮短加工時間的同時提高了刀具壽命,達到了降低生產成本的要求。
1991年汽車行業對刀片的一次全面分析性研究更是對涂層的發展起了關鍵性的作用。分析顯示,由于使用者很難判斷出黑色涂層的磨損情況,刀片的三分之一左右的刃口在尚未使用前便被丟棄。這一發現觸發了用戶對易于識別磨損情況的“金色”刀片的需求量,刀具廠家立即對這一需求作出了反應,在氧化鋁涂層上沉積一層薄的氮化鈦涂層,但這種方法代價太大,對很多鋼材和鑄鐵材料來說,黑色氧化鋁涂層的加工性能遠遠優于黃色氮化鈦涂層。為將兩者的優點結合起來,就需要一種黃色的“陶瓷”復合涂層,使它在有氧化鋁的高效性同時又有氮化鈦的磨損易識別性。
位于卡芬堡的藍幟金工集團切削材料研發中心2005年開發出了Steeltec LC215K系列刀片,到目前為止,倍銳特是唯一成功利用中溫化學涂層(MT-CVD)技術生產出“黃色氧化鋁復合涂層”的廠商。在增加刀片磨損易識別性時,要保證涂層的耐高溫性能達到更高切削速度就要求涂層間有更高的粘合性。倍銳特的訣竅在于各涂層間利用了新開發的Durotec技術的齒狀過渡層。采用Durotec技術的刀片散熱表面結構使加工工件時產生的高溫可以通過刀片分散出去,因而在干切削鋼和合金鋼時性能更好。
事實表明:由于黃色氧化鋁涂層和Durotec 齒狀涂層間極好的粘合性,Steeltec LC215K在切削鋼材時可以達到300m/min以上的切削速度,而刀片壽命比現有其它刀片提高了30%,加工更經濟可靠。
目前Steeltec LC215K涂層系列的200多種刀片已經廣泛應用在生產中,其優點是:黃色涂層的磨損易于識別,刀片刃口完全可以充分得到使用;涂層表面更平滑,指印不留痕。
2006年9月,倍銳特在LC215K的基礎上新推出韌性更好的LC225K刀片。它的出現擴大了Steeltec系列刀片的加工適用范圍。在Steeltec表面耐高溫和耐磨性優勢上,由于LC225K的韌性更好,刀片的使用壽命在原有的基礎上又延長了30%。
Supertec LC415Z——難加工材料輕松應對
不銹鋼的難加工特性是一致公認的。在通常情況下,單個切削刃加工鋁的平均壽命是數天,用于易切削鋼約一個班次,灰鑄鐵1.5~2個小時,新的GGV石墨鑄鐵1小時15分鐘,球墨鑄鐵GG60 1個小時,加工鋼材(如42CrMo4)平均為45分鐘,奧氏體不銹鋼20分鐘,用于超級合金只能使用5~10分鐘。而超級合金如今已廣泛運用在發動機和渦輪、能源機械(如汽輪機、火箭助推器和原子反應堆)、航空和航天業以及醫藥工業(螺釘,關節)等行業,要求合金材料具有很好的耐高溫性,因此材料成分復雜,而導致了其難加工的特性。
這類材料從合金成分上大致可分為以下幾個大類:
鎳合金類:哈司特鎳合金,鎳合金 600~901,尼孟合金,Incoloy合金,Monel蒙乃爾銅-鎳合金,Waspaloy沃斯帕洛伊合金(耐高熱鎳基合金);
鈷合金:Hayness 25(海恩斯25),Stellite鎢鉻鈷合金;
鈦合金:各種鈦基合金;#p#分頁標題#e#
鐵合金:如不銹鋼。
倍銳特的冶金和刀具專家們經過多年的研究工作,開發出針對這類合金加工的超級材質Supertec LC415Z系列刀片。這種刀片以細膩的超細晶?;|材料和鋒利的刃口結構保證了加工的穩定性。刀片耐高溫和平滑的氮化物涂層、高含鋁量和極細的晶體結構使其在加工超級合金,如鉻鎳鐵合金、鎳基合金、尼孟合金和鈦合金時可以提高切削速度,延長刀具的使用壽命。LC415Z刀片在加工奧氏體不銹鋼時切削速度最高可達200m/min。
LC 415Z的技術優勢:超細晶粒的基體材料增加了刃口的穩定性;超級耐高溫氮化涂層;
高含鋁量和細晶粒結構。
客戶受益:合金加工更加安全;涂層的耐高溫性可以采用更高的切削速度;延長刀具壽命,降低單件成本;對眾所周知的難加工材料具有良好的斷屑性。
Casttec LC620H——鑄鐵加工行家
雖然由于污染等原因,鑄鐵有被鋁替代的趨勢,但到目前為止鑄鐵加工仍占全球金屬加工總量的15%,即使在注重環保的歐洲也有5%左右。蠕蟲石墨鑄鐵GGV的出現使鑄鐵應用重新煥發生機,90年代的切削材料逐漸傾向陶瓷和CBN。雖然這些材質硬度很高,且高溫加工時穩定性良好,但同樣存在韌性不足、加工安全性差的缺陷。倍銳特基于此研究開發了加工性能好、有良好韌性,能保障加工安全性并延長使用壽命的車削產品。
由于合金成份不同,其冷卻速度、鑄造工藝和鑄鐵的機械特性千變萬化,針對這種不同的特性,硬質合金是最安全的加工材料。
鑄鐵材料大致可以分為:灰鑄鐵(GG),球墨鑄鐵(GGG),可鍛鑄鐵(GTS),蠕蟲石墨鑄鐵(GGV),合金鑄鐵。
根據鑄鐵的顯微結構又可分為: 鐵素體,珠光體,鐵素體/珠光體。
鐵素體硬度低于150HB,易加工,但鐵素體的低硬度和高延展性使其具有粘性大的缺點,在低速情況下容易形成積屑瘤。珠光體的特性使鐵素體/珠光體和珠光體晶體結構的鑄鐵包含從150HB左右的低硬度鑄鐵到硬度高于280~300HB的冷硬鑄鐵。這類鑄鐵還有最難加工的但也是最重要最常用的材料——珠光體比例大于70%的GGG60。
影響材料硬度的成份碳化物包括滲碳鐵或合金滲碳鐵,是刀具磨損的主要原因。珠光體鑄鐵在淺表加工時碳化物對加工不會造成太大的問題,可是在進行大余量加工時,加工性能會大幅降低。
硬度是可加工性的重要指標。隨著布氏硬度的提高,材料的可加工性變差。鑄鐵材料的缺陷很多,其中之一是測量硬度不穩定。在兩種加工情況下鑄鐵的硬度測量值是不可靠的,即加工工件的側面和圓角時,這兩處的布氏硬度無法測量出來,使得加工困難。此外,布氏硬度值對鑄鐵磨損后的硬度毫無意義,這是由于鑄鐵的主體硬度和材料最硬的成分硬度不同,例如碳元素。由于粘砂和自由碳化物影響磨損硬度是造成材料難加工的另一個原因,因此有大量自由碳化物硬度為200HB的鑄鐵的可加工性遠差于100%珠光體結構的230HB的鑄鐵。
倍銳特通過研究和細分鑄鐵材料的這種特殊性,開發出具有針對性的硬質合金切削材料。新推出的覆陶瓷涂層和良好抗沖擊性的Casttec LC620H刀片是專為灰鑄鐵和球墨鑄鐵加工設計的,雖然從理論上講鑄鐵加工不存在斷屑問題,但克服刃口的熱沖擊非常重要,為此專門設計了特殊的幾何槽形BMC,通過槽形設計來減少加工中的摩擦,從而避免熱沖擊的產生,使干式車削鑄鐵經濟可行。
Alutec LC600A ——鋁車削的先鋒
專用于鋁車削的Alutec LC600A金剛石涂層刀片與常用的不涂層刀片相比,平均使用壽命延長5~10倍,最高甚至可達24倍,僅節省的換刀時間就可以大大減少成本。LC600A的加工表面質量可達到精加工的要求,與PCD刀片相比具有槽型導屑性更好、刃口更多、更經濟的優點,基體材料的韌性大大優于PCD刀片。#p#分頁標題#e#
高性能切削的HPT刀片——更快、更完美的車削
過去提高車刀進給率的唯一途徑是增大刀片圓角,從0.8mm~1.2mm,再到1.6mm。90年代末期,車削工程師借鑒銑削同行的經驗,采用了一種使用了25年的修光刃技術。這一突破性思維使車削工件在保持表面質量不變的情況下,成倍提高車削進給率成為可能。
倍銳特在修光刃刀片的基礎上開發出的HPT高性能車削刀片,其車削性能提高25%,在獲得理想的表面質量同時縮短了加工時間。而在進給相同的情況下,表面質量比修光刃刀片提高50%。此外,HPT技術同樣適用于小直徑工件的負角切削。
HPT技術是一種生產效率可以提高三倍的革新技術:進給率是普通ISO刀片的3倍;在和ISO刀片進給率相同的情況下表面質量提高75%;由于HPT刀片修光刃完全和進給方向(工件軸線)平行,主切削刃阻力降低,因此在車削負角時(如CNMG和WNMG),即使加工小直徑工件也同樣適用。而通常情況下只有正角刀片(如CCMT)可以用于小直徑產品的加工。
HPT刀片同時采用Durotec技術的散熱表面結構,既有適用于鋼加工的Steeltec LC215K,和通用的LC225C涂層,也有適用于鑄件加工的Casttec LC620H涂層。
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