如今, 难加工材料在各行各业的应用越来越广泛. 尤其是在复杂工作条件和对材料要求比较高的场合, 由于需承受较高的压力, 较高的温度, 足够的耐腐蚀性能及抗变形性能, 难加工材料非常适合. 随着难加工材料应用的推广, 各种新型的难加工材料也不断投入工业应用, 以应对不同场合对其材料性能要求的不同需求. 这类材料包括, 高温合金如Inconel718, Rena 80, 钛合金如Ti6Al4V, Ti5553, 沉淀硬化不锈钢如PH17-4, PH15-5等等.
一, 难加工材料特性
1. 强度比较高
一般而言, 难加工材料的强度高意味着切削力比较大, 因此作用于切削刀具上的载荷就比较大, 从而影响刀具寿命, 及加工过程的稳定性. 特别是在高温条件下, 与普通钢材相比, 难加工材料强度在高温条件下可能数倍于普通钢材. 因此, 需要刚性更好扭矩更大的机床, 加持有力的夹具, 在高温下有足够强度的切削刀具等一系列要求.
2. 导热性差
难加工材料的导热性一般比较低, 导热性低意味着大量的切削热无法通过铁屑或者零件散去, 而是大量切削热堆积在刀具上, 从而加速磨损降低刀具的寿命. 另外切削温度高, 也会影响机床的主轴精度.
3. 加工硬化
金属材料一般均存在加工硬化或者冷作硬化的现象, 但难加工材料这个问题更严重. 如果加工刀具和加工策略选择不合理会导致零件愈加工愈硬, 最终无法完成加工.
4. 断屑
材料断屑对于机加工刀具和零件质量特别重要, 但难加工材料往往不容易断屑. 因此, 容易导致切屑的二次切削, 而切屑的二次切削对于刀片寿命是致命的, 因为被加工后的切屑即硬又脆, 比原材料更难加工.
5. 化学磨损
难加工材料中往往含有更多的合金元素, 特别是活泼的合金元素, 因此在高温高压条件下, 材料中与刀具中的合金元素会发生化学反应, 容易形成积屑瘤, 进一步加速刀具磨损.
总之, 在加工这类材料时无法预期加工效率与刀具寿命, 切削状态也无法达到加工传统普通钢材时的水平.
二, 山高难加工材料解决方案
1. Jetstream Tooling® Duo 双飞流车刀产品系列
山高Jetstream Tooling® Duo 双飞流车刀产品系列适用于难加工材料的车削加工. Jet-stream双飞流刀具的设计理念就是降低其低导热性, 不断屑, 化学磨损和积屑瘤的影响, 采用了高压水射流技术. 由于冷却液出口距离切削点的距离较近, 比传统浇注式冷却方式冷却效果更好, 能够有效降低传人刀具的切削热. 冷却液采用高压, 压力损失小, 在高压作用下切屑容易折断;切削温度降低, 化学磨损趋势减弱.
2. MS2050材质
MS2050材质适用于难切削材料的铣削加工. MS2050铣削刀片材质采用了NbN(镀层总厚度3 µm)氮化铌镀层(呈银灰色), 能有效避免高温下与钛合金材料间的化学反应, 增强其耐热磨损性. 具有更佳韧性的优化基体允许在钛合金加工中使用更高的切削参数. 主要应用在钛合金, 高温合金, 以及奥氏体不锈钢类工件材料. 实践证明, 其在难加工材料加工领域中性能突出.
其实, 切削难加工材料的核心问题是切削热及强度问题, 因此在选择刀具时, 刀片的基本形状需足够强壮, 刃口中等锋利. 快进给刀具是一个很好的选择, 快进给刀具主偏角比较小, 刀片基体比较强壮, 适合加工强度较高的材料, 而且其切削时主要受轴向力, 有利于切削过程稳定. 此外, 快进给刀具的进给速度高, 有利于减少加工硬化趋势. 山高刀具拥有丰富的产品系列, 能够满足各种不同工况的加工要求.
3. 整体硬质合金钻头 Feedmax M槽型
除此, 还有专门针对难加工材料孔加工开发的整体硬质合金钻头Feedmax M槽型. 其特点为: 加大钻头背锥以防止孔壁回弹造成钻头卡死;降低韧带宽度, 减小钻头与孔壁的摩擦. 采用渐变后角, 钻尖部分加大钻头的后角, 提高刃口锋利程度, 可采用更高的每转进给量. 横刃处理减少了横刃长度, 降低对难加工材料的挤压及加工硬化. 刃口经过特殊的研磨处理, 具有更高的强度.