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2022

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刀具材料开发的新突破


钢件车削是加工的大领域之一,几乎所有车间都有该工序,这意味着钢制零件不论材料种类、工件类型、工序类型和批量大小都有应用。这主要用于ISO P25应用区间的的零件加工,其加工条件由好到差,改进加工性能至关重要。 自推出涂层可转位刀片以来,一种刀片材质一直是这种广泛应用的常规解决方案。P25材质可持续改进加工,这便是通用钢件车削材质,它还能优化大量工序。 如今,通过刀具材料创新,性能显著提高,这种创新超过了以往任何一次类似的材质提升。
​恶劣的环境
任何刀具的切削刃都会受热受压。切削过程中,工件材料接近切削刃的同时,首先在主切削刃吃刀。然后,在主切削刃之后,前刀面对铁屑流起主要作用。能量大量传递的辅助剪切面。钢件车削中,合力大(1,400~3,100牛顿/平方毫米,随钢材类型不同而不同),温度高(可达1,000摄氏度)。正是在铁屑流动区,测试刀具材料的能力,确定加工作业的主要影响。 
 
切屑刃槽型与可转位刀片上断屑槽沿刃口线短距离的刀具材料组合决定了剪切应力效果,因为整个面上的切屑载荷集中,然后,带走加工中产生的大部分热量。摩擦是一个主要因素,因此铁屑接触面及刀片表面的纹理对性能起作重要作用。
 
钢件加工铁屑流动区的磨损机理主要是化学熔化,有部分塑性变形倾向。扩散磨损是高速切削的主要特征,同时还有磨蚀性磨损,主要发生在刀片的间隙面,这些磨损连续可控。钢件车削一定要做到磨损连续可控,例如主要的塑性变形、热裂和沟槽磨损。

 
钢件车削
钢件车削是全球常见的加工应用,很多金工车间都在使用。但是,由于使用多种材料,从非合金钢、低合金钢到高合金钢,从软粘性材料到硬磨性材料等等,物理性质和条件千变万化。棒材、管材、锻件、铸件、轧制、拉延、未处理、调质和预加工工件的材质不同,可加工性等级明显不同。这些都属于钢件车削ISO P25应用领域范围。考虑到不同钢件的不同磨损机理,采用一种刀片材质不可能应付全部的加工应用。因此,整个领域(无论是小车间小批量生产还是大车间大批量生产)的生产类型不同,不可能采用相同的加工工艺。
 
但是,1970年以来,引进涂层硬质合金材质,钢件车削取得革命性的进展。这些年来,先后研制了六代 P25材质,持续不断地改进加工性能,大大提高生产制造效率。通过采用通用钢件车削材质,能对多种应用加以优化。第七代P25刀片材质正在使性能升级。
 
研制出钢件切削用新一代P25刀片材质,完全改变了制造业游戏规则,这一点毫不夸张。这是切削刀具材料科学取得的重大进展,可满足现代生产需要,攻克多项技术难关:刀具寿命可预见性,加工零件质量连续性以及更高的切削速度。
 
取得这种新成就,完全得益于对涂层硬质合金刀片密集和丰富的研发,不仅对材料科学,而且还对应用分析和刀片制造工艺进行了研究。在设计新型钢件车削材质时,需要评估和研究多种因素,其中包括原材料、硬质颗粒混合物、粘合剂、颗粒度、基体梯度设计,更重要的是涂层技术。