¿Cómo elegir la herramienta adecuada para procesar acero templado?

¿Qué es el acero templado?

El acero templado se refiere al acero con estructura martensítica y dureza superior a HRC50 después del templado. Ocupa una gran proporción en materiales de difícil corte. El rectificado es un método tradicional para mecanizar acero endurecido. Sin embargo, el torneado, fresado, mandrinado, taladrado y escariado se utilizan a menudo para mejorar la eficiencia del mecanizado y resolver el problema de que los errores de forma y posición de la pieza de trabajo después del rectificado y el templado son demasiado complejos para producir.

Características del acero templado

Las características de corte del acero templado son las siguientes:

(1) Las principales características de corte del acero templado son alta dureza, alta resistencia y casi ninguna plasticidad.

(2) Gran fuerza de corte y alta temperatura de corte

(3) El acero templado tiene una gran dureza y fragilidad. No es fácil producir virutas durante el corte y se puede obtener una rugosidad superficial baja en la superficie mecanizada.

(4) El filo es fácil de romper y desgastar

(5) Baja conductividad térmica

¿Cómo seleccionar el material de la herramienta para mecanizar acero endurecido?

Es una condición importante seleccionar razonablemente los materiales de las herramientas de corte para mecanizar acero templado. De acuerdo con las características de corte del acero templado, los materiales de la herramienta no solo deben tener una alta dureza, resistencia al desgaste y resistencia al calor, sino también cierta resistencia y conductividad térmica.

(1) Carburo cementado:para mejorar el rendimiento del carburo cementado, se preferirá el carburo cementado que contenga una cantidad adecuada de partículas ultrafinas TAC o NBC al seleccionar el carburo cementado. Agregar partículas TAC y NBC al carburo cementado WC Co puede refinar el tamaño de grano del carburo cementado y mejorar la resistencia al desgaste del carburo cementado. TAC también puede reducir el coeficiente de fricción del carburo cementado, reducir la temperatura de corte y mejorar la resistencia a la deformación termoplástica y al agrietamiento en caliente del carburo cementado. Al mismo tiempo, en comparación con el carburo cementado ordinario, el grano de WC se puede refinar a 0,5-1 μ m. La dureza aumentó en hra1.5-2, la resistencia a la flexión aumentó en 600-800mpa y la dureza a alta temperatura aumentó.

Los grados de carburo cementado comúnmente utilizados para cortar acero templado son:ym051, ym052, yn05, yn10, etc.

(2) Herramientas de corte de cerámica:agregando tic y otros elementos metálicos a la alúmina, adoptando un proceso de prensado en caliente, mejora la compacidad de la cerámica, mejora el rendimiento de la cerámica a base de alúmina, aumenta la dureza de la cerámica a hra95.5, la resistencia a la flexión puede alcanzar 800-1200mpa, y la resistencia al calor puede alcanzar 1200 ℃ -1300 ℃. El desgaste por adhesión y difusión se puede reducir con el uso. Los cortadores cerámicos son adecuados para tornear, fresar, mandrinar y cepillar acero templado.

(3) Herramienta de nitruro de boro cúbico:la dureza es hv8000-9000, la resistencia a la flexión compuesta es 900-1300mpa, la conductividad térmica es alta y la resistencia al calor es 1400 ℃ -1500 ℃, que es la más alta entre los materiales de la herramienta. Es muy adecuado para torneado fino y semifino de acero templado.

En resumen, el mejor material para herramientas para cortar acero templado es la hoja de nitruro de boro cúbico, seguida de las herramientas de cerámica y, finalmente, las herramientas de carburo cementado de nueva marca.

¿Cómo seleccionar los parámetros de corte al mecanizar acero templado?

Los parámetros de corte del acero templado se seleccionan principalmente de acuerdo con las propiedades físicas y mecánicas de los materiales de la herramienta y los materiales de la pieza de trabajo, la forma de la pieza de trabajo, la rigidez del sistema de proceso y la tolerancia de mecanizado. Al seleccionar los tres elementos de los parámetros de corte, lo primero a considerar es seleccionar una velocidad de corte razonable, el segundo es la profundidad de corte y el segundo es la velocidad de avance.

(1) Velocidad de corte VC:según la experiencia previa, la velocidad de corte para cortar acero templado con diferentes materiales de herramienta es:

Cortador de carburo vc=30~75m/min; Herramienta cerámica vc=60~120m/min; Cortador de nitruro de boro cúbico vc=80~250m/min. Cuando se corta de forma intermitente y la dureza del material de la pieza de trabajo es demasiado alta, se debe reducir la velocidad de corte, que generalmente es más de la mitad de la velocidad de corte mínima.

(2) Profundidad de corte AP:generalmente seleccionada de acuerdo con el margen de mecanizado y la rigidez del sistema de proceso. Generalmente, ap=0.1~3mm.

(3) Velocidad de alimentación fr:generalmente 0,05-0,5 mm/r. Cuando el material de la pieza de trabajo tiene una dureza alta o se corta de manera intermitente, para reducir la fuerza de corte de la unidad, se debe reducir la velocidad de avance para evitar que la hoja se colapse.

¿Cómo usar la herramienta CBN para cortar acero endurecido?

Los cortadores CBN se utilizan principalmente para cortar varios aceros templados y otros materiales difíciles de cortar. No solo tiene una alta tasa de remoción de metal, sino que también tiene una buena calidad de tratamiento superficial. El corte de varios aceros templados puede reemplazar efectivamente el esmerilado, reducir los procedimientos de procesamiento y mejorar la productividad. Debido a que las herramientas CBN tienen una alta dureza (hv8000~9000) y una alta resistencia al calor (1400 ℃ ~1500 ℃), se permite cortar acero endurecido a una velocidad de corte varias veces mayor que la del carburo cementado, y su durabilidad es varias veces superior a la del metal duro. docenas de veces la del carburo cementado. Las herramientas CBN no son adecuadas para el corte a baja velocidad. La herramienta CBN ablanda el material de la pieza de trabajo en una pequeña área de corte a través del calor generado en el proceso de corte.

Al cortar materiales con una dureza de hrc55-65, la velocidad de corte de la herramienta CBN debe estar dentro del rango de 90-200 m/min. Durante el fresado, vc=100-160m/min, y la velocidad de avance por minuto vf=70-160mm/min; Durante el escariado, vc=60-130 m/min, ap=0,1-0,2 mm, f=0,07-0,2 mm/r. Los cortadores de CBN se utilizan principalmente para semiacabado y acabado de acero templado, y su eficiencia es unas 10 veces superior a la del rectificado.

Ejemplo de corte de herramientas CBN de acero templado

El corte de acero templado es uno de los materiales duros de corte más representativos. En el pasado, la gente pensaba que era duro y que solo se podía moler. Ahora, debido al progreso de la tecnología de corte, las personas están acostumbradas a tornear, fresar, cepillar y taladrar en lugar de rectificar.

El acero para cojinetes endurecido (GCr15) se torneó con un cortador de nitruro de boro cúbico kbn100 y la dureza de la pieza de trabajo fue HRC62. La pieza de trabajo es el anillo exterior del rodamiento. Los parámetros de corte son VC =115 m/min, AP =0,3 mm, f =0,1 ~ 0,2 mm/r, durabilidad de la herramienta durante 60 min y rugosidad superficial Ra1.6.

Resumen

Según la experiencia actual, la herramienta CBN de nitruro de boro cúbico es la herramienta más adecuada para mecanizar acero templado cuando la máquina herramienta y el entorno lo permiten.