一,kvalitetene til høy-styrkestål og problemene som dukker opp mens du arbeider med det
Høyfast stål er vanligvis legert stål med en strekkstyrke på mer enn 1200 MPa. Det kan deles inn i to grupper: lav-legert stål (som 40Cr, 30CrMnSi) og ultra høystyrkestål (som 300M, 45CrNiMoVA). Hoveddelene av den er:
Høy hardhet og seighet: Etter bråkjøling eller herding kan hardheten nå HRC30-50, strekkstyrken når 1500MPa, og seigheten forblir god. Dette betyr at det er svært vanskelig å kutte og kuttekraften er 1,2–1,5 ganger mer enn vanlig stål.
Lav termisk ledningsevne: Den termiske ledningsevnen er bare 1/3 til 1/4 av den for middels karbonstål. Skjærevarmen er for det meste ved verktøyspissen, noe som raskt kan slite ned verktøyet.
Tendens til å arbeide herde: Det dannes et herdet lag på overflatelaget under skjæring. Dette laget er 50 % til 100 % hardere enn det underliggende materialet, noe som gjør skjæringen enda vanskeligere.
Vanskelig å bryte spon: Høy plastisitet gjør at spon danner sammenhengende bånd som lett kan sette seg fast i verktøyet og arbeidsstykket, noe som gjør bearbeidingen mindre stabil.
Disse egenskapene forårsaker problemer, inkludert verktøybrudd, rask slitasje og dårlig overflatekvalitet ved maskinering med tradisjonelle metoder. Det vesentlige spørsmålet er om CNC-maskinering kan komme forbi disse utfordringene.
2, En undersøkelse av hvor godt CNC-maskinteknologi fungerer med høy-stål
Maskinering med numerisk kontroll bidrar til å produsere stål med høy-styrke ved å la deg kontrollere bevegelse med høy presisjon, bytte verktøy automatisk og koble mange akser sammen. Du kan se hvor tilpasningsdyktig den er på følgende måter:
1. Strenge regler for verktøymaskiner
Behandling av høy-fast stål krever maskinverktøy utstyrt med høy-stivhetsspindler og styreskinnesystemer som tåler betydelige skjærekrefter. CNC-maskinverktøy med fem-akser kan for eksempel redusere vibrasjoner under kompleks overflatebearbeiding og gjøre maskinering mer stabil ved å forbedre strukturell design og bevegelseskontrollalgoritmer. Maskinsenteret med fem-akser som brukes i luftfart har en skjærefunksjon med konstant lineær hastighet som holder skjærehastigheten den samme ved fresing av koniske og sfæriske overflater. Dette forhindrer at verktøyet blir overbelastet når hastigheten varierer.
2. Forbedre materialene og formene til verktøy
Fordi høy-stål er så sterkt, må verktøymaterialer finne den rette balansen mellom hardhet, seighet og termisk stabilitet:
Skjæreverktøy i hardlegering er bra for tøff maskinering. De blir bedre ved å tilsette karbider som TiC og TaC. For eksempel, mens du arbeider med 2169 austenittisk rustfritt stål og YH1-grad hardlegeringsverktøy, kan du få en overflateruhet på Ra0,8-1,6 μm ved å bruke en frontvinkel på 22 grader og en bakvinkel på 10 grader, sammen med kjøling av svovelbehandlet skjæreolje.
Belagte skjæreverktøy: TiAlN-belegg kan gjøre overflaten til skjæreverktøy hardere enn 3500HV og gjøre halvmåne slitasje mindre sannsynlig. Tester har vist at verktøy med belegg varer tre ganger lenger enn verktøy uten belegg mens de arbeider med 300M stål.
Et skjæreverktøy for kubisk bornitrid (CBN) er bra for presisjonsbearbeiding og tåler temperaturer opp til 3000HV. Den kan få en overflateruhet på Ra0,4 μm eller mindre ved kutting med 50m/min og mating med 0,1mm/s.
Geometriske parametere for skjæreverktøyet: en kort skråvinkel (0 grader -5 grader), en stor skråvinkel (10 grader -15 grader), og en buet kantdesign som kan spre ut skjærekraften og redusere sjansen for å bryte eggen. For eksempel kan en verktøyspissradius på r Større enn eller lik 0,8 mm forlenge levetiden til et verktøy betraktelig mens du arbeider med 300M stål.
3. Innstillingene for kutting og måten å kjøle ned på
Kuttehastighet: For grov bearbeiding holdes hastigheten lav (15–50 m/min) for å redusere termisk stress. For presisjonsbearbeiding økes hastigheten til 80–120 m/min for å utnytte den termiske mykgjørende effekten. Grovbearbeidingstesten av 300M stål avslører at skjærekraften er beskjeden og overflatekvaliteten er god når skjærehastigheten er 150m/min, matingshastigheten er 0,2mm/s og skjæredybden er 1mm.
Slik avkjøler du: Høytrykkskjølevæske (trykk større enn eller lik 7MPa) kan komme inn i skjæreområdet og senke temperaturen med mer enn 40 %. For sponmaterialer som er vanskelige å bryte, kan pulskjølingsteknologier hjelpe spon å sprekke.
Velge riktig skjærevæske: Ekstremtrykkemulsjon, som har svovel og klor ekstremtrykksadditiver, kan gi et kjemisk adsorpsjonsbelegg som hindrer verktøyet i å komme i direkte kontakt med arbeidsstykket. For eksempel kan bruk av en aktiv kjølevæske med CCL4 når du arbeider med høy-temperaturmetaller gjøre at verktøy varer 50 % lenger.
3, Vanlige bruksområder for CNC-bearbeiding for høy-stål
1. Lage deler til flysmiing
For luftfart har høy-smistål, slik som bakre ende på drivstofftanker, kompliserte former og sterke materialer. Tradisjonell prosessering er treg og krever mye klemming. Ved å bruke optisk skanning omvendt modellering, var vi i stand til å nøyaktig posisjonere emnetilskuddet etter bytte til fem--akse CNC-maskinteknologi. Kombinert med kuttetester for å finne de beste innstillingene (slik en kuttehastighet på 60 m/min og en matehastighet på 0,05 mm/r), ble tiden det tok å behandle ett stykke kuttet med 40 %, og overflateruheten nådde Ra0,8 μm.
2. Arbeid på akslingene til biltransmisjoner
40Cr-stål som brukes til transmisjonsaksler i biler må være veldig sterkt mot tretthet. Ved å bruke belagte skjæreverktøy i hardlegering med en frontvinkel på 5 grader og en ryggvinkel på 12 grader i CNC-dreiing, sammen med skjæring med konstant lineær hastighet (overflatehastighet på 120m/min), varer verktøyet i mer enn 2 timer under batchbehandling, og produktkvalifiseringsraten går opp til 99,5 %.
