Co się dzieje z wkładkami toczącymi PCBN podczas toczenia twardego w wysokiej temperaturze?
Natura środowisk wysokotemperaturowych w ciężkim zakręcaniu
Twarde toczenie jest wykwalifikowaną metodą obróbki, która cię twarde materiały z szybkimi prędkościami. Proces ten zawsze tworzy intensywne ciepło w obszarze cięcia. Tarcie między narzędziem a przedmiotem obrabianym może podnieść temperaturę ponad 800 ° C. W rezultacie tworzy bardzo trudne otoczenie termiczne. W takich sytuacjach zwykłe narzędzia cięcia często tracą twardość lub doświadczają szybszego zużycia. Ale... Wkłady toczące PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) są zbudowane, aby poradzić sobie z tymi podniesionymi temperaturami. Utrzymują siłę i wyniki nawet w obliczu silnych ciśnień cieplnych.
Jak właściwości materiału PCBN reagują na podwyższone temperatury
Azotek bora sześciennego (CBN) został po raz pierwszy wyprodukowany w 1957 roku. Stał się świeżym rodzajem sztucznego materiału super twardego. Ludzie znają go jako drugi najtwardszy materiał po diamencie. Jego mikrotwardość wynosi od HV8000 do 9000 dla pojedynczych kryształów. W przypadku kompozytów PCBN to HV2500-5000. Ta wbudowana twardość pozwala wkładkom PCBN utrzymać się w wysokich temperaturach. Narzędzia węglikowe lub ceramiczne dałyby tam.
CBN wykazuje silną odporność na utlenianie. Nie utlenia się nawet w 1000 ° C. Ponadto unika reakcji chemicznych z materiałami żelaznymi w temperaturze 1200 ~ 1300 ℃. Te cechy zapewniają, że narzędzia PCBN utrzymują stabilność chemiczną i zwalczają zużycie dyfuzyjne podczas ciężkich prac toczących. Co więcej, ich dobra przewodność cieplna pomaga dobrze rozprzestrzeniać ciepło z strefy cięcia. To zmniejsza szansę zginania narzędzia lub podziału termicznego.
Dlaczego wkładki toczące PCBN utrzymują wydajność, gdy wzrasta ciepło?
Mechanizmy za odpornością cieplną wkładek PCBN
Wielka wytrzymałość termiczna wkładek PCBN pochodzi z ich mocnego połączenia kowalentnego w kryształach azotku boru sześciennego. Ten układ atomowy zapewnia lepszą ochronę przed zmiękczeniem pod silnym ciepłem. Ponadto niewielkie przyciąganie chemiczne między CBN a materiałami żelaznymi zmniejsza zużycie dyfuzjowe. Jest to powszechny problem podczas cięcia stali hartowanych. Stała mikrostruktura PCBN również zatrzymuje utlenianie nawet po długim kontaktie cieplnym. W związku z tym gwarantuje równomierne wyniki podczas stałego lub złamanego ciężkiego toczenia.
Jakie są wzory zużycia obserwowane podczas cięcia w wysokiej temperaturze?
Przy podwyższonych temperaturach zwykłe rodzaje zużycia obejmują zużycie boku, zużycie krateru i małe szkicowanie krawędzi. Odtlenianie może nastąpić w trudnych warunkach. Jednak postępuje znacznie wolniej na narzędziach PCBN ze względu na ich podstawową stabilność chemiczną. Korzystając z odpowiednich metod chłodzenia, takich jak ustawienia wybuchu powietrza, lub wybierając sposoby obróbki na sucho dostosowane do wkładek PCBN, producenci mogą przedłużyć żywotność narzędzia. Jednocześnie zachowują dokładność rozmiarów.
Jak parametry cięcia wpływają na wydajność wstawki PCBN?
Wpływ prędkości cięcia i szybkości podawania na żywotność narzędzia
Ustawienia cięcia odgrywają kluczową rolę w decyzji o tym, jak wkładki toczące PCBN działają w warunkach ciężkich ciepła. Szybsze prędkości cięcia często zwiększają poziom temperatury. Ale mogą one lepiej wykończyć powierzchnię, jeśli są dobrze obsługiwane. Z drugiej strony zbyt wysokie szybkości podawania powodują ciśnienie mechaniczne, które przyspiesza zużycie krawędzi. Doskonałe dostosowanie obu ustawień zapewnia dobrą mieszankę między wyjściem a długością narzędzia.
Proponowane warunki cięcia dla wkładek CNC Worldia Coated PCBN wskazują, że PNH0120 nadaje się do stałej obróbki przy prędkościach od 150 do 250 m/min. Używa prędkości podawania 0,03 do 0,2 mm/min. Takie szczegóły podkreślają, jak dokładny wybór ustawienia bezpośrednio wpływa na stabilność narzędzia podczas twardego toczenia w wysokiej temperaturze.
Czy twardość przedmiotu obrabianego wpływa na zachowanie termiczne?
Twardość przedmiotu obrotowego znacznie zmienia tworzenie temperatury podczas obróbki. Bardzo twarde materiały, takie jak hartowana stal, wytwarzają więcej ciepła tarcia niż miękkie metale. Mimo tych zmian wkładki PCBN utrzymują dokładność rozmiaru. Wynika to z ich wysokiej twardości czerwonej i mocnej struktury. Wybór odpowiedniej klasy wkładki, takiej jak Worldia PNH2018 lub PNH3019, wykonane dla różnych poziomów przerwy, jest niezbędny do uzyskania stabilnych wyników na różnych poziomach wytrzymałości.
Jak producenci mogą zoptymalizować stosowanie wkładek PCBN w gorących warunkach?
Strategie zwiększenia żywotności narzędzi w środowiskach o wysokiej temperaturze
Aby uzyskać najlepszą wydajność podczas używania wkładek PCBN w zastosowaniach wymagających ciepła, należy wykonać kilka kroków:
- Użyj okazjonalnych systemów chłodzenia lub powietrza do radzenia sobie z lokalnymi obszarami cieplnymi.
- Zmień głębokość cięcia, aby zmniejszyć ciśnienie termiczne na krawędzi cięciej.
- Stosuj dokładne systemy mocowania, które zapewniają silny kontakt i ograniczają wzrost temperatury spowodowany wibracjami.
Porady dotyczące używania narzędzi PCBN obejmują wybór zacisków o wysokiej wytrzymałości i wybór większych rozmiarów uchwytów z niewielkim przesunięciem. Działania te wspólnie poprawiają żywotność narzędzia, utrzymując wytrzymałość mechaniczną pod silnym ciśnieniem cieplnym.
Jakie są zalety obróbki suchej za pomocą wkładek PCBN?
Obróbka na sucho pozbawia się brudu związanego z chłodnikiem przy użyciu naturalnej wytrzymałości termicznej materiałów PCBN. Do wykończenia stali utwardzonych lub żeliwa, gdzie płyn chłodzący może prowadzić do szoku termicznego lub drobnych pęknięć, praca sucha daje czystsze wyniki i zmniejsza szkody dla środowiska.
Wkład Worldia w rozwój zaawansowanych rozwiązań toczenia twardego z wkładkami PCBN
Przegląd ekspertyzy Worldia w zakresie narzędzi cięcia super twardych
W szybko zmieniającym się świecie produkcji obiecujemy rozwijać nasze produkty i usługi, aby spełniać Twoje potrzeby. W Worldia skupiamy się na budowie nadtwardych narzędzi cięcia, w tym PCD, CVDD, MCD, a zwłaszcza na naszej ulepszonej linii wkładek PCBN wykonanych do zastosowań ciężkiego toczenia.
Dzięki ciągłym postępom technicznym wprowadziliśmy duże zmiany w projektowaniu i produkcji PCBN, CVD i Wkłady PCDNasza uwaga na precyzyjną inżynierię pozwala nam zaoferować niezawodne odpowiedzi narzędziowe dopasowane do takich dziedzin jak motoryzacja, lotnictwo, produkcja sprzętu energetycznego i budowa form.
Kluczowe cechy wkładek toczących PCBN Worldia do pracy w wysokich temperaturach
Worldialinia posiada powlekane i niepowlekane klasy dostosowane zarówno do stałych i złamanych ciężkich prac toczenia:
- Wysokie klasy zawartości CBN są zbudowane w celu lepszej twardości w podwyższonych temperaturach.
- Ustawienie dostosowanych krawędzi poprawia obsługę chipu i jakość powierzchni podczas ciężkiego toczenia.
- Znajduje się w kilku kształtach dopasowanych do stałych lub złamanych cięć na stalach utwardzonych i żeliwach.
Nasze typy powlekane, takie jak te z C ₂ folie - zwiększają wytrzymałość cieplną poprzez poprawę wytrzymałości wiązania między warstwami. Jednocześnie zwiększają ogólną odporność na zużycie. Przykłady zastosowania pokazują, że nasza wkładka PNH2018 osiągnęła o 160% zwiększenie żywotności jednej krawędzi w porównaniu do zwykłych opcji podczas cięcia części samochodowych, takich jak złącza CV z prędkością 160 m/min.
Dodając zaawansowane metody lutowania i śledzalne kody identyfikatorów seryjnych do wszystkich produktów, zapewniamy stałe kontrole jakości przez całą produkcję.
Często zadawane pytania
P: Co sprawia, że wkładka tocząca PCBN nadaje się do twardego toczenia w wysokich temperaturach?
A: Wkłady PCBN mają dużą stabilność cieplną, niereaktywność chemiczną i utrzymanie twardości, dzięki czemu mogą dobrze pracować nawet powyżej 800 ° C bez dużego zużycia gięcia lub dyfuzji.
P: Czy wkładki PCBN mogą zastąpić narzędzia węglikowe we wszystkich zastosowaniach w wysokich temperaturach?
Odp.: Nie za każdym razem - chociaż robią lepiej niż węglik podczas cięcia materiałów żelaznych powyżej 45 HRC ze względu na wyższą odporność na utlenianie do 1000 ° C i niereaktywność w 1200-1300 ° C - mogą nie być oszczędnościami kosztów dla miękkich metali, w których węglik działa dobrze.
P: Jak przedłużyć żywotność wkładki toczącej PCBN podczas obróbki na gorąco?
Odp.: Utrzymaj najlepsze ustawienia cięcia w zasugerowanych zakresach prędkości (np. 150-250 m/min). Ponadto zapewnić odpowiednie mocowanie narzędzia z mocnymi uchwytami. Zmniejszyć wibracje poprzez równomierne ustawienia. Rozważ sposoby obróbki na sucho, które wykorzystują naturalną wytrzymałość cieplną CBN zamiast w dużej mierze polegać na płynach chłodzących.
Łącząc umiejętności w zakresie nauki materiałów z dokładnymi umiejętnościami inżynieryjnymi z globalnych zakładów produkcyjnych Worldia certyfikowanych zgodnie z normami ISO (9001/14001/45001), producenci mogą uzyskać najlepsze wyniki nawet w ekstremalnych ustawieniach temperatury widocznych w dzisiejszych procesach ciężkiego toczenia.
