05 loại Insert gốm – Ceramic cutting tools

Dụng cụ bằng gốm ( Ceramic cutting tools) có khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cao. Có thể được sử dụng để gia công các kim loại cứng hoặc kim loại sau nhiệt và chúng ổn định về mặt hóa học. Các thuộc tính này cho phép chúng được sử dụng để gia công kim loại ở tốc độ cắt cao và trong điều kiện gia công khô. Vì không cần thiết phải giảm nhiệt độ trên các cạnh cắt của các insert này.

Ceramic tools chủ yếu dựa trên các hợp chất nhôm (Al2O3). Và silic nitrit (Si3N4). Có nhiều loại khác nhau. Bao gồm gốm trộn với các vật liệu khác và vật liệu Whiskered ceramics. Nó được gia cố làm cho chúng cứng hơn.

Ceramic tools có nhiều loại khác nhau với những đặc tính khác nhau. Chúng ta cần chọn lựa các cấp dụng cụ phù hợp để gia công thuận lợi hơn.

Oxide ceramics

Các dụng cụ bằng gốm hoặc “cemented oxide” được làm chủ yếu từ alumin và có thể chứa thêm oxit titan, magiê, crom hoặc zirconium hoặc các hạt silic carbide được phân bố đồng nhất trong toàn bộ nền alumin để cải thiện độ dẻo dai. Các cemented oxide tương đối giòn và đòi hỏi máy móc và thiết bị có độ cứng cao và không rung.

Các vật liệu được đúc ở áp suất hơn 4.000 psi và chúng được thiêu kết ở khoảng 3.000 độ F. Quá trình này giải thích một phần cho mật độ và độ cứng cao của các công cụ này. Gốm ôxít được sử dụng chủ yếu để tiện thô và gia công tinh, để tạo rãnh cho gang xám và dạng nốt và để cắt liên tục ở tốc độ cắt cao mà không cần sử dụng dung dịch làm mát.

Các dụng cụ gốm sứ ổn định ở nhiệt độ khắc nghiệt cao tới 4.000 độ F. ( khoảng 2204.444℃)

Xem thêm Quá trình tạo ra Insert

Whiskered ceramics cutting tools

Được gia cố hoặc đánh bóng, gốm sứ sử dụng các tinh thể silic carbide cực mịn được gọi là “whisker”. Vì chúng giống như những sợi lông nhỏ dưới kính hiển vi để củng cố và làm cứng các hợp chất gốm cơ bản.

Trong vật liệu dụng cụ bằng gốm, whisker carbide silic đơn tinh thể. Có đường kính theo thứ tự là một micrômet và chiều dài 0,003937 in. (100 micrômét). Được gắn với nhau trong cấu trúc ma trận alumin. Những sợi whisker này có độ bền kéo khoảng 1 triệu PSI . Và cải thiện đáng kể độ dẻo dai của vật liệu công cụ. Chúng cũng có hiệu quả ngăn chặn và ngăn chặn sự lan truyền của các vết nứt.

Chiến lược gia công

Với các vật liệu siêu cứng. Áp dụng phương pháp gia công khô. Và bắt buộc gia công ở nhiệt độ cao để làm mềm phôi. Điều đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ vật liệu và giảm lực cắt. Ví dụ, nhiệt độ cắt lý tưởng trong hợp kim niken là khoảng 1.800 độ F.

Cắt bằng Insert gốm đòi hỏi tốc độ bề mặt cao và tốc độ tiến dao cân bằng. Tốc độ cao là cần thiết để tạo ra nhiệt độ cao trong vùng cắt và để đảm bảo rằng nhiệt truyền vào vùng tạo phoi ngay trước máy cắt. Khi tốc độ cắt quá chậm, nhiệt lượng không đủ được tạo ra để làm mềm vật liệu trong vùng này, và lực cắt tăng lên và xảy ra sự cho insert.

Một chiến lược để sử dụng miếng Insert gốm là lập trình ít hơn. Nhưng các vết cắt sâu hơn. Điều này di chuyển sự hình thành vết nứt lên trên mặt của Insert đến một khu vực có tiết diện lớn hơn. Chắc chắn hơn. Các vết cắt dốc phải được lập trình để phù hợp với các dụng cụ này và độ sâu cố định của vết cắt phải tránh làm lan rộng sự mài mòn trên một phần lớn của Insert.

Khi gia công các vết cắt gián đoạn bằng Insert gốm. Điều quan trọng là phải giữ tốc độ của máy cắt cao. Một nguyên tắc chung là ước tính tỷ lệ khoảng trống trên bề mặt phôi và tăng tốc độ cắt theo tỷ lệ. Sự gia tăng tốc độ bề mặt này bù đắp sự mất mát sinh nhiệt do các khoảng trống tạo ra.

Vật liệu gia công

Whiskered Ceramics hoạt động tốt nhất trên các vật liệu thép cứng và hợp kim cơ bản niken khó chế tạo, bao gồm Inconel, Waspoloy và Hastelloy. Chúng không hoạt động tốt trên các hợp kim đen dưới độ cứng Rc 42 vì phản ứng hóa học xảy ra giữa sắt và cacbon là một phần của vật liệu gia cường carrbide silic.

Silicon nitrides cutting tools

Ceramics dựa trên silicon nitride giúp tăng khả năng chống mài mòn và sốc nhiệt. Có độ dẻo dai khi đứt gãy cao. Các công cụ gốm này có cấu trúc giống như kim được nhúng trong ranh giới hạt chịu nhiệt độ. Các cấu trúc này tăng cường độ võng của vết nứt, hiệu ứng bắc cầu và kéo vết nứt, và dẫn đến độ bền đứt gãy vượt trội.

Những vật liệu này dựa trên thành phần của bột gốm có độ tinh khiết cao. Các kỹ thuật được sử dụng để sản xuất Silicon nitrides bao gồm xử lý bột tối ưu hóa và nung kết bằng khí. Nâng cao độ dẻo dai và độ cứng ở nhiệt độ cao của chúng.

Silicon nitrides rất thích hợp cho gang gia công thô, ngay cả trong các điều kiện không thuận lợi như vết cắt bị gián đoạn nhiều và độ sâu vết cắt khác nhau. Nitrua silic cũng được sử dụng để gia công gang,

Silicon nitrides thích hợp cho các nguyên công phay tạo ra phoi có tiết diện lớn và yêu cầu hình học dao tích cực.

Khi được sử dụng với các máy công cụ mạnh mẽ, nitrit silic cho phép tốc độ cắt cao (hơn 800 in / phút) và ăn dao (0,2 đến 0,3 in / phút) cho vật liệu Gang.

Dụng cụ nitride silicone cung cấp khả năng chống đứt gãy. Nhưng khả năng chống mài mòn hóa học tương đối thấp. Chúng đã hạn chế việc sử dụng chúng trong gia công gang đúc. Tuy nhiên, lớp phủ alumina chống mài mòn, lắng đọng hơi hóa chất (CVD) đã mở rộng phạm vi ứng dụng cho các dụng cụ dựa trên silicon nitride. Gang xám và gang graphit. Có thể được luyện ở tốc độ cắt từ 500 đến 800 in / phút hoặc đến 1.000 in / phút.

5 loại insert gốm

NHÔM OXIDE HOẶC GỐM TRẮNG

Alumina tinh khiết được tăng cường bởi Zirconium.

  • Độ cứng cao nhưng độ bền tương đối thấp, độ dẻo dai và tính dẫn nhiệt khiến chúng dễ bị nứt nếu sử dụng với chất làm mát.
  • Cung cấp đặc tính mài mòn tuyệt vời làm cho phạm vi này trở nên lý tưởng để tiện hoàn thiện, doa và tạo rãnh của Gang cũng như

HỖN HỢP GỐM ĐEN 

Alumina với pha kim loại của Titanium Carbide và Titanium Nitride giúp cải thiện độ dẫn nhiệt.

  • Tăng khả năng đối phó với các điều kiện cắt khắc nghiệt.
  • Được sử dụng chủ yếu để gia công phần cứng (lên đến HRC62).
  • Được sử dụng rộng rãi trên thị trường thép và ổ trục và cho các hoạt động hoàn thiện gang.
  • Những cải tiến gần đây đã cho thấy khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai cao hơn do mật độ cao hơn và độ xốp giảm.
  • Ưu điểm chính mà gốm hỗn hợp có được so với Cubic Boron Nitride (CBN) trong các ứng dụng gia công phần cứng là ảnh hưởng đến chi phí sản xuất một phần. Trong khi CBN có tuổi thọ dụng cụ tốt hơn, chi phí cho mỗi cạnh của Insert sứ chỉ bằng một phần nhỏ so với CBN (khoảng một phần hai mươi) trong khi tốc độ tiến dao (độ dày phoi khoảng 0,1mm) và tốc độ cắt (trong khoảng 50 – 200m / phút) không cao hơn đáng kể.

GỐM SILICON NITRIDE

  • Độ giãn nở nhiệt thấp làm cho phạm vi này có khả năng chống sốc nhiệt rất tốt.
  • Độ bền đứt cao cho thấy chúng được sử dụng trong việc tiện thô (ngay cả với các vết cắt bị gián đoạn nhiều), doa và phay Gang.
  • Cung cấp tuổi thọ dụng cụ đặc biệt.
  • Tốc độ cắt lên đến 1000m / phút, tiến dao 1mm / vòng quay.
  • Hoạt động ổn định hơn nhưng có xu hướng bị mòn sườn.

WHISKER REINFORCED CERAMICS

Alumina nguyên chất tăng cường về mặt cấu trúc nhờ sự ra đời của Silicon Carbide ở dạng whisker.

  • Tăng cường độ bền kéo và độ dẻo dai đứt gãy ngay cả ở nhiệt độ cao.
  • Lý tưởng để gia công tốc độ cao cho các hợp kim Hàng không vũ trụ dựa trên Niken. Ví dụ như Inconel 718 tỷ lệ kim loại lớn hơn tương ứng.

SIALONS

Alumina tăng cường bằng Silicon Nitride.

  • Một lựa chọn chi phí thấp hơn Whisker gốm (nhưng hiệu suất thấp hơn).
  • Được khuyến nghị. Và sử dụng rộng trong gia công các hợp kim hàng không vũ trụ.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *