Como escolher a ferramenta certa para processar aço temperado?

O que é aço temperado?

Aço temperado refere-se ao aço com estrutura martensítica e dureza superior a HRC50 após a têmpera. Ocupa uma grande proporção em materiais de corte difíceis. A retificação é um método tradicional de usinagem de aço endurecido. No entanto, torneamento, fresamento, mandrilamento, furação e alargamento são frequentemente usados ​​para melhorar a eficiência da usinagem e resolver o problema de que os erros de forma e posição da peça de trabalho após retificação e têmpera são muito complexos para serem produzidos.

Características do aço temperado

As características de corte do aço temperado são as seguintes:

(1) As principais características de corte do aço temperado são alta dureza, alta resistência e quase nenhuma plasticidade.

(2) Grande força de corte e alta temperatura de corte

(3) O aço temperado tem alta dureza e fragilidade. Não é fácil produzir cavacos durante o corte, e baixa rugosidade superficial pode ser obtida na superfície usinada.

(4) A aresta de corte é fácil de quebrar e desgastar

(5) Baixa condutividade térmica

Como selecionar o material da ferramenta para usinagem de aço temperado?

É uma condição importante selecionar materiais de ferramenta de corte razoavelmente para usinagem de aço temperado. De acordo com as características de corte do aço temperado, os materiais da ferramenta não devem apenas ter alta dureza, resistência ao desgaste e resistência ao calor, mas também ter certa resistência e condutividade térmica.

(1) Metal duro:para melhorar o desempenho do metal duro, o metal duro contendo uma quantidade apropriada de partículas ultrafinas TAC ou NBC deve ser preferido ao selecionar metal duro. A adição de partículas de TAC e NBC ao metal duro WC Co pode refinar o tamanho de grão do metal duro e melhorar a resistência ao desgaste do metal duro. O TAC também pode reduzir o coeficiente de atrito do metal duro, reduzir a temperatura de corte e aumentar a resistência à fissuração a quente e à deformação termoplástica do metal duro. Ao mesmo tempo, em comparação com o metal duro comum, o grão WC pode ser refinado para 0,5-1 μ m. A dureza aumentou em hra1.5-2, a resistência à flexão aumentou em 600-800mpa e a dureza de alta temperatura aumentou.

As classes de metal duro comumente usadas para cortar aço temperado são:ym051, ym052, yn05, yn10, etc.

(2) ferramentas de corte de cerâmica:adicionando tic e outros elementos metálicos em alumina, adotando o processo de prensagem a quente, melhora a compacidade da cerâmica, melhora o desempenho da cerâmica à base de alumina, aumenta a dureza da cerâmica para hra95.5, a resistência à flexão pode atingir 800-1200mpa, e a resistência ao calor pode chegar a 1200 ℃ -1300 ℃. O desgaste por adesão e difusão pode ser reduzido em uso. As fresas de cerâmica são adequadas para torneamento, fresamento, mandrilamento e aplainamento de aço temperado.

(3) Ferramenta de nitreto de boro cúbico:a dureza é hv8000-9000, a resistência à flexão composta é 900-1300mpa, a condutividade térmica é alta e a resistência ao calor é 1400 ℃ -1500 ℃, que é a mais alta entre os materiais da ferramenta. É muito adequado para torneamento fino e torneamento semifino de aço temperado.

Para resumir, o melhor material de ferramenta para cortar aço temperado é a lâmina de nitreto de boro cúbico, seguida pelas ferramentas de cerâmica e, finalmente, as novas ferramentas de metal duro.

Como selecionar os parâmetros de corte ao usinar aço temperado?

Os parâmetros de corte do aço temperado são selecionados principalmente de acordo com as propriedades físicas e mecânicas dos materiais da ferramenta e da peça, formato da peça, rigidez do sistema de processo e tolerância de usinagem. Ao selecionar os três elementos dos parâmetros de corte, a primeira coisa a considerar é selecionar uma velocidade de corte razoável, a segunda é a profundidade de corte e a segunda é a velocidade de avanço.

(1) Velocidade de corte VC:de acordo com a experiência anterior, a velocidade de corte para corte de aço temperado com diferentes materiais de ferramenta é:

Cortador de metal duro vc=30~75m/min; Ferramenta cerâmica vc=60~120m/min; Cortador de nitreto de boro cúbico vc=80~250m/min. Ao cortar intermitentemente e a dureza do material da peça for muito alta, a velocidade de corte deve ser reduzida, que geralmente é mais de 1/2 da velocidade mínima de corte.

(2) Profundidade de corte AP:geralmente selecionada de acordo com a tolerância de usinagem e a rigidez do sistema de processo. Geralmente, ap=0,1~3mm.

(3) Velocidade de alimentação fr:geralmente 0,05-0,5 mm/r. Quando o material da peça de trabalho tem alta dureza ou é cortado de forma intermitente, para reduzir a força de corte da unidade, a velocidade de alimentação deve ser reduzida para evitar que a lâmina colapse.

Como usar a ferramenta CBN para cortar aço temperado?

As fresas de CBN são usadas principalmente para cortar vários aços temperados e outros materiais de corte difíceis. Não só tem alta taxa de remoção de metal, mas também tem boa qualidade de tratamento de superfície. O corte de vários aços temperados pode substituir efetivamente a retificação, reduzir os procedimentos de processamento e melhorar a produtividade. Como as ferramentas de CBN têm alta dureza (hv8000~9000) e alta resistência ao calor (1400 ℃ ~1500 ℃), é permitido cortar aço endurecido a uma velocidade de corte várias vezes maior que a do metal duro, e sua durabilidade é várias vezes menor dezenas de vezes maior que o metal duro. As ferramentas de CBN não são adequadas para corte em baixa velocidade. A ferramenta CBN amolece o material da peça em uma pequena área de corte através do calor gerado no processo de corte.

Ao cortar materiais com dureza de hrc55-65, a velocidade de corte da ferramenta CBN deve estar dentro da faixa de 90-200m/min. Durante a moagem, vc=100-160m/min, e a taxa de alimentação por minuto vf=70-160mm/min; Durante o alargamento, vc=60-130m/min, ap=0,1-0,2mm, f=0,07-0,2mm/r. As fresas de CBN são utilizadas principalmente para semi-acabamento e acabamento de aço temperado, e sua eficiência é cerca de 10 vezes maior que a de retificação.

Exemplo de ferramenta CBN para corte de aço temperado

O corte de aço temperado é um dos materiais de corte duro mais representativos. Antigamente, as pessoas achavam que era difícil e só podia ser moído. Agora, devido ao progresso da tecnologia de corte, as pessoas estão acostumadas a tornear, fresar, aplainar e furar em vez de retificar.

O aço do mancal endurecido (GCr15) foi torneado com fresa de nitreto de boro cúbico kbn100, e a dureza da peça foi HRC62. A peça de trabalho é o anel externo do rolamento. Os parâmetros de corte são VC ＝ 115m/min, AP ＝ 0,3mm, f ＝ 0,1 ~ 0,2mm/r, durabilidade da ferramenta por 60min e rugosidade superficial Ra1.6.

Resumo

De acordo com a experiência atual, a ferramenta CBN de nitreto cúbico de boro é a ferramenta mais adequada para usinagem de aço temperado quando a máquina-ferramenta e o ambiente permitirem.