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应用案例

加工铁基粉末冶金选择华菱超硬抗磨CBN刀片

发布日期:2020-05-27 17:49:24

导读:车削加工铁基粉末冶金材质的零件如何选择刀具呢?
        车削加工铁基粉末冶金材质的零件如何选择刀具呢?粉末冶金材质是一种特殊的材料,很多机械制造厂都遇到此类材质的难加工问题,主要矛盾点集中在刀具不耐磨、加工效果不良等方面,要想解决粉末冶金(铁基、镍基)材料的机械加工选择刀具问题,首先要对粉末冶金材料非常了解,只有这样才能做出合适的刀具选择。

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第一部分:铁基粉末冶金零件的特点

1、铁基粉末冶金零件的特点

粉末冶金其实是一种工艺技术,是将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)成型并烧结成材料,属于冶金和材料科学的分支,所以日常使用中常称此类材料为粉末冶金材料。但由于粉末冶金材料属于新工艺技术材料,所以每个厂家的材质配比都不相同,给加工带来了更多不确定性。以最常用的铁基粉末冶金零件为例,简述其特点和机械性能如下:

1)多孔结构。多孔结构是粉末冶金(PM)零件的特性之一,对其加工性能优较大的影响,比如许多结构粉末冶金零件的孔隙率达15%-20%;过滤装置的粉末冶金零件孔隙率达50%;锻造粉末冶金零件的孔隙率为1%左右。增加材料的孔隙率可以提高零件的隔音性能,但是也给加工带来很大难题,孔隙率导致刀具切削刃容易疲劳,造成磨损加快,甚至出现崩刃;

2)热导率低。粉末冶金材质的高孔隙率还降低了粉末冶金零件的热导率,由于切削温度非常高,易导致刀具磨损甚至变形,需要频繁换刀,或者引起零件报废。

3)硬度高。粉末冶金零件热处理后变得更硬、更坚固,而且粉末冶金材质特殊再,它即使测得的宏观硬度在HRC20度左右,构成零件的颗粒硬度可能会高达HRC60度,这些硬客户里会导致严重的磨损。

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第二部分:铁基粉末冶金产业领域

1、铁基粉末冶金。铁基粉末冶金材料常用于自润滑制品、结构件、软磁材料。

2、非铁基粉末冶金,如铜基粉末冶金、镍基粉末冶金等。

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第三部分:铁基粉末冶金车削刀具-CBN刀具材质及优势

根据铁基粉末冶金材质的特性,目前在该领域应用较为成功的是立方氮化硼CBN刀具,CBN刀具在车削加工粉末冶金材料时,具有较高的耐磨性,可以获得更低的表面粗糙度(表面光洁度)。针对粉末冶金,采用BN-K50BNK30BN-K10BN-H21(断续)材质CBN刀具,具体结构形式如下:

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BN-K50材质CBN刀具车削铁基粉末冶金零件的优势

1精选优质CBN材料,良好的耐磨性可有效避免刀具急剧磨损;

2)丰富的刃口处理实战经验,提高刀具寿命,减少毛刺;

3)可获得Ra0.8以内的表面粗糙度,和稳定的尺寸精度;

CBN刀具车削铁基粉末冶金的切削参数

加工材质

推荐切削参数

CBN刀具牌号

切削线速度
Vc(m/min)

吃刀深度ap(mm)

进给量
Fr(mm/r)

粉末冶金零件

80-150(粗加工)

≥0.5mm

0.1-0.5

 BNK30,BN-K10,BN-K50,BN-H21

90-350(精加工)

≤0.5mm

0.1-0.2

第四部分:CBN刀具车削铁基粉末冶金零的案例

1CBN刀具BN-K50材质加工粉末冶金带轮的案例参数

侧重点在表面粗糙度和刀具使用寿命的提升。

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工件名称:带轮

工件材质:粉末冶金(HRC38)

刀片型号:BN-K50 DCGW11T304

切削参数:Vc=150m/min,Fr=0.1mm/r,ap=0.2mm

加工方式:干式切削

刀具材质

表面粗糙度

刀具寿命

CBN刀具BN-K50材质

≤Ra0.8

450件

某品牌CBN刀片

Ra1.0

300件

2CBN刀具BN-K10材质车削粉末冶金气门座圈的案例参数

  侧重点在加工效率、刀具寿命和零件表面粗糙度方面的提升。

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工件名称:气门座圈

工件材质:粉末冶金

刀片型号:BN-K10 CCGW060204

切削参数:Vc=160m/min,Fr=0.03mm/r,ap=0.05mm

加工方式:干式切削

刀具材质

切削速度

刀具寿命

表面粗糙度

CBN刀具BN-K10材质

160m/min

400件

≤Ra0.8

某品牌CBN刀片

130m/min

280件

Ra1.0

3CBN刀具BN-H21材质加工粉末高速钢模具的案例参数

侧重点在效率和刀具寿命的提升。

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工件名称:粉末高速钢模具(HRC65)

加工工况:强断续切削

刀片型号:BN-H21 CNGA120408

切削参数:Vc=35-60m/min,Fr=0.1mm/r,ap=0.15mm

加工方式:干式切削

刀具材质

刀具寿命

最终失效形式

CBN刀具BN-H21

5件

正常磨损

某日系品牌CBN刀片

<1件

破损碎裂

4CBN刀具BN-K50材质加工粉末冶金同步器齿毂案例参数

侧重点在刀具寿命的提高。

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工件名称:同步器齿毂(端面和环槽加工)

工件材质:粉末冶金

刀片型号:BN-K50 DCGW11T304

切削参数:Vc=500m/min,Fr=0.1mm/r,ap=0.2mm

加工方式:干式切削

刀具材质

刀具寿命(件)

刀具寿命提高

CBN刀具BN-K50

145

45%

某品牌CBN刀片

100

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5CBN刀具BN-K50切槽加工粉末冶金齿毂案例参数

侧重点在刀具寿命的提高。

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工件名称:齿毂(切槽)

工件材质:粉末冶金

刀片型号:BN-K50

切削参数:Vc=125m/min,Fr=0.1mm/r,ap=0.2mm

加工方式:干式切削

刀具材质

刀具寿命(件)

刀具寿命提高

CBN刀具BN-K50

1500

67%

某品牌CBN机夹槽刀

900

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6CBN刀具BNK30加工粉末冶金齿毂案例参数

侧重点在效率和刀具寿命的提升。

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工件名称:变速箱齿毂(端面加工)

工件材质:粉末冶金

刀片型号:BNK30 CNGA120408

切削参数:Vc=200m/min,Fr=0.1mm/r,ap=0.25mm

加工方式:干式切削

刀具材质

刀具寿命(件)

效率

CBN刀具BNK30

700

提高2.5倍

涂层硬质合金刀片

60

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第五部分:总结展望

粉末冶金材料也在不断改进向更高级的新材料、新工艺发展,粉末冶金行业向高密度、高性能、高尺寸精度、低单位成本的趋势发展。

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