Wie wählt man das richtige Werkzeug zur Bearbeitung von abgeschrecktem Stahl?

Was ist abgeschreckter Stahl?

Abgeschreckter Stahl bezieht sich auf den Stahl mit martensitischer Struktur und einer Härte von mehr als HRC50 nach dem Abschrecken. Es nimmt einen großen Anteil in schwierigen Schneidstoffen ein. Schleifen ist ein traditionelles Verfahren zur Bearbeitung von gehärtetem Stahl. Drehen, Fräsen, Bohren und Reiben werden jedoch häufig verwendet, um die Bearbeitungseffizienz zu verbessern und das Problem zu lösen, dass die Form- und Positionsfehler des Werkstücks nach dem Schleifen und Abschrecken zu komplex sind, um erzeugt zu werden.

Eigenschaften von abgeschrecktem Stahl

Die Schnitteigenschaften von abgeschrecktem Stahl sind wie folgt:

(1) Die wichtigsten Schnitteigenschaften von abgeschrecktem Stahl sind hohe Härte, hohe Festigkeit und nahezu keine Plastizität.

(2) Große Schnittkraft und hohe Schnitttemperatur

(3) Abgeschreckter Stahl hat eine hohe Härte und Sprödigkeit. Es ist nicht einfach, beim Schneiden Späne zu erzeugen, und auf der bearbeiteten Oberfläche kann eine geringe Oberflächenrauheit erzielt werden.

(4) Die Schneide ist leicht zu brechen und zu verschleißen

(5) Niedrige Wärmeleitfähigkeit

Wie wählt man Werkzeugmaterial für die Bearbeitung von gehärtetem Stahl aus?

Für die Bearbeitung von Vergütungsstahl ist eine sinnvolle Auswahl der Schneidstoffe eine wichtige Voraussetzung. Entsprechend den Schneideigenschaften von abgeschrecktem Stahl sollten Werkzeugmaterialien nicht nur eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit aufweisen, sondern auch eine gewisse Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit.

(1) Sintercarbid:Um die Leistung von Sintercarbid zu verbessern, sollte bei der Auswahl von Sintercarbid Sintercarbid bevorzugt werden, das eine angemessene Menge an ultrafeinen TAC- oder NBC-Partikeln enthält. Das Hinzufügen von TAC- und NBC-Partikeln zu WC Co-Sintercarbid kann die Korngröße von Sintercarbid verfeinern und die Verschleißfestigkeit von Sintercarbid verbessern. TAC kann auch den Reibungskoeffizienten von Hartmetall reduzieren, die Schnitttemperatur senken und die Heißriss- und thermoplastische Verformungsbeständigkeit von Hartmetall verbessern. Gleichzeitig kann das WC-Korn im Vergleich zu gewöhnlichem Hartmetall auf 0,5–1 &mgr;m verfeinert werden. Die Härte stieg um hra1,5–2, die Biegefestigkeit stieg um 600–800 MPa und die Hochtemperaturhärte stieg.

Hartmetallsorten, die üblicherweise zum Schneiden von abgeschrecktem Stahl verwendet werden, sind:ym051, ym052, yn05, yn10 usw.

(2) Keramische Schneidwerkzeuge:Hinzufügen von Tic und anderen Metallelementen zu Aluminiumoxid, Anwenden eines Heißpressverfahrens, verbessert die Kompaktheit von Keramik, verbessert die Leistung von Keramik auf Aluminiumoxidbasis, erhöht die Härte von Keramik auf hra95,5, die Biegefestigkeit kann erreicht werden 800-1200 MPa, und die Hitzebeständigkeit kann 1200 ℃ -1300 ℃ erreichen. Adhäsion und Diffusionsverschleiß können im Einsatz reduziert werden. Keramikfräser eignen sich zum Drehen, Fräsen, Bohren und Hobeln von gehärtetem Stahl.

(3) Werkzeug aus kubischem Bornitrid:Die Härte beträgt hv8000-9000, die Verbundbiegefestigkeit 900-1300 MPa, die Wärmeleitfähigkeit ist hoch und die Hitzebeständigkeit beträgt 1400 ℃ -1500 ℃, was die höchste unter den Werkzeugmaterialien ist. Es eignet sich sehr gut zum Feindrehen und Halbfeindrehen von abgeschrecktem Stahl.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das beste Werkzeugmaterial zum Schneiden von abgeschrecktem Stahl eine Klinge aus kubischem Bornitrid ist, gefolgt von Keramikwerkzeugen und schließlich neuen Markenwerkzeugen aus Hartmetall.

Wie werden die Schnittparameter bei der Bearbeitung von abgeschrecktem Stahl ausgewählt?

Die Schnittparameter von abgeschrecktem Stahl werden hauptsächlich nach den physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Werkzeugmaterialien und Werkstückmaterialien, der Werkstückform, der Steifigkeit des Prozesssystems und der Bearbeitungszugabe ausgewählt. Bei der Auswahl der drei Elemente der Schnittparameter ist das erste, was zu berücksichtigen ist, die Auswahl einer angemessenen Schnittgeschwindigkeit, das zweite die Schnitttiefe und das zweite die Vorschubgeschwindigkeit.

(1) Schnittgeschwindigkeit VC:Nach bisherigen Erfahrungen beträgt die Schnittgeschwindigkeit beim Schneiden von gehärtetem Stahl mit unterschiedlichen Schneidstoffen:

Hartmetallfräser vc=30~75m/min; Keramikwerkzeug vc=60~120m/min; Kubischer Bornitridschneider vc=80~250m/min. Bei intermittierendem Schneiden und zu hoher Härte des Werkstückmaterials sollte die Schnittgeschwindigkeit reduziert werden, die im Allgemeinen mehr als 1/2 der minimalen Schnittgeschwindigkeit beträgt.

(2) Schnitttiefe AP:im Allgemeinen gemäß der Bearbeitungszugabe und der Steifheit des Prozesssystems ausgewählt. Im Allgemeinen gilt ap=0,1~3 mm.

(3) Vorschubgeschwindigkeit fr:allgemein 0,05–0,5 mm/U. Wenn das Werkstückmaterial eine hohe Härte hat oder intermittierend geschnitten wird, sollte die Vorschubgeschwindigkeit reduziert werden, um die Einheitsschnittkraft zu reduzieren, um ein Zusammenbrechen der Klinge zu verhindern.

Wie verwendet man ein CBN-Werkzeug zum Schneiden von gehärtetem Stahl?

CBN-Fräser werden hauptsächlich zum Schneiden verschiedener abgeschreckter Stähle und anderer schwieriger Schneidstoffe verwendet. Es hat nicht nur eine hohe Metallabtragsrate, sondern auch eine gute Oberflächenbehandlungsqualität. Das Schneiden verschiedener abgeschreckter Stähle kann das Schleifen effektiv ersetzen, Bearbeitungsvorgänge reduzieren und die Produktivität verbessern. Da CBN-Werkzeuge eine hohe Härte (hv8000~9000) und eine hohe Hitzebeständigkeit (1400 ℃ ~1500 ℃) aufweisen, ist es erlaubt, gehärteten Stahl mit einer Schnittgeschwindigkeit zu schneiden, die um ein Vielfaches höher ist als die von Hartmetall, und seine Haltbarkeit ist um ein Vielfaches höher Dutzende Male höher als bei Hartmetall. CBN-Werkzeuge sind nicht für langsames Schneiden geeignet. Das CBN-Werkzeug erweicht das Werkstückmaterial in einem kleinen Schnittbereich durch die beim Schneidvorgang entstehende Wärme.

Beim Schneiden von Materialien mit einer Härte von hrc55-65 muss die Schnittgeschwindigkeit des CBN-Werkzeugs im Bereich von 90-200 m/min liegen. Beim Fräsen vc=100-160m/min und der Vorschub pro Minute vf=70-160mm/min; Beim Reiben vc=60-130m/min, ap=0,1-0,2mm, f=0,07-0,2mm/U. CBN-Fräser werden hauptsächlich zum Vorschlichten und Schlichten von abgeschrecktem Stahl verwendet, und ihre Effizienz ist etwa 10-mal höher als die des Schleifens.

Beispiel eines CBN-Werkzeugs zum Schneiden von abgeschrecktem Stahl

Das Schneiden von abgeschrecktem Stahl ist einer der repräsentativsten harten Schneidstoffe. Früher dachte man, es sei hart und könne nur geschliffen werden. Aufgrund des Fortschritts in der Zerspanungstechnologie sind die Menschen es gewohnt, zu drehen, zu fräsen, zu hobeln und zu bohren, anstatt zu schleifen.

Der gehärtete Lagerstahl (GCr15) wurde mit einem Fräser kbn100 aus kubischem Bornitrid gedreht, und die Werkstückhärte betrug HRC62. Das Werkstück ist der Außenring des Lagers. Die Schnittparameter sind VC ＝ 115 m/min, AP ＝ 0,3 mm, f ＝ 0,1 ~ 0,2 mm/r, Werkzeughaltbarkeit für 60 min und Oberflächenrauheit Ra1,6.

Zusammenfassung

Nach heutiger Erfahrung ist das CBN-Werkzeug aus kubischem Bornitrid das am besten geeignete Werkzeug für die Bearbeitung von abgeschrecktem Stahl, wenn die Werkzeugmaschine und die Umgebung dies zulassen.