Se poate folosi o freză din fibră de carbon pentru prelucrarea oțelului inoxidabil?
În ultimii ani, compozitele armate cu fibră de carbon au fost preferate în domeniul aerospațial, auto și alte domenii datorită proprietăților lor ușoare și de rezistență ridicată, iar fibra de carbon a fost, de asemenea, explorată pentru utilizarea în fabricarea sculelor așchietoare.Deci, poate freza din fibră de carbon să prelucreze oțel inoxidabil? Următorul editorial Zhongye Da vă va îndruma să-l explorați!
În domeniul prelucrării metalelor, oțelul inoxidabil este utilizat pe scară largă pentru rezistența sa excelentă la coroziune, rezistență și tenacitate, dar este, de asemenea, clasificat ca un material tipic dificil de prelucrat datorită tendinței sale de ecruisare, coeficientului ridicat de frecare și caracteristicilor de freză ușor lipicioase. Frezele tradiționale din carbură metalică în prelucrarea oțelului inoxidabil se confruntă adesea cu uzura rapidă a sculei așchietoare, eficiență scăzută a prelucrării, calitate slabă a suprafeței piesei de prelucrat și alte probleme.
În primul rând, trebuie să clarificăm un lucru: de obicei, ceea ce numim freză din fibră de carbon nu înseamnă că întreaga sculă este alcătuită din fibră de carbon pură, ci se referă la utilizarea de materiale compozite armate cu fibră de carbon ca matrice sau acoperire a sculei așchietoare sau a fibrei de carbon și a altor materiale (cum ar fi ceramica, metalul) combinate pentru a profita de unele dintre caracteristicile fibrei de carbon pentru a îmbunătăți performanța sculei. Fibra de carbon pură în sine este atât de fragilă încât este impracticabilă utilizarea ei directă ca muchie așchietoare.
Teoretic, dacă ar fi posibil să se creeze muchii așchietoare pe baza compozitelor din fibră de carbon cu o duritate și o rezistență la uzură suficiente, atunci utilizarea densității lor reduse, a rigidității ridicate și, eventual, a coeficientului de frecare scăzut ar putea oferi unele avantaje la prelucrarea oțelului inoxidabil.De exemplu, o densitate mai mică înseamnă o forță centrifugă mai mică asupra sculei așchietoare, ceea ce este benefic pentru prelucrarea de mare viteză; rigiditatea ridicată ajută la reducerea vibrațiilor și la îmbunătățirea stabilității la prelucrări; iar dacă se poate obține o frecare redusă la suprafață, aceasta poate reduce lipirea așchiilor și poate îmbunătăți îndepărtarea așchiilor.
Cu toate acestea, utilizarea frezelor din fibră de carbon pentru prelucrarea oțelului inoxidabil se confruntă cu provocări mari.
A, duritate și rezistență la uzură insuficiente:
Oțelul inoxidabil are un fenomen semnificativ de ecruisare, temperatură ridicată în zona de așchiere, ceea ce necesită o duritate și o rezistență la uzură extrem de ridicate a sculei așchietoare.Materialele principale actuale pentru sculele așchietoare pentru prelucrarea oțelului inoxidabil, cum ar fi carbura cimentată care conține cobalt, PCD (acoperire cu diamant policristalin), PCBN (nitrură de bor cubică policristalină) etc., sunt dotate cu o duritate extrem de mare.Compozitele din fibră de carbon, în special cele fără tratament special, au o duritate mult mai mică decât aceste materiale. În mediul de tăiere la viteză mare, temperatură înaltă și presiune înaltă, uneltele de tăiere din fibră de carbon se uzează, se ciobesc sau chiar se sparg foarte ușor.
B, stabilitate slabă la temperaturi ridicate:
Tăierea oțelului inoxidabil generează o căldură imensă, uneltele de tăiere trebuie să reziste la temperaturi ridicate fără a se înmuia și oxida.Fibra de carbon și materialele sale compozite vor scădea brusc performanța la temperaturi ridicate, în general putând fi utilizate doar la temperaturi mai scăzute.Prelucrarea oțelului inoxidabil generat de temperaturi ridicate poate depăși limita de toleranță a fibrei de carbon, rezultând defectarea sculei așchietoare.
C, probleme de compatibilitate chimică și lipire:
Deși fibra de carbon în sine este stabilă chimic, în procesul de tăiere pot apărea temperaturi și presiuni ridicate între scula așchietoare și materialul piesei de prelucrat, cu efecte fizico-chimice complexe.Aderența oțelului inoxidabil este puternică, scula așchietoare din fibră de carbon poate rezista eficient fenomenului de „cuțit lipicios”, ceea ce nu a fost încă verificat.Dacă legătura este serioasă, aceasta va exacerba uzura sculei așchietoare și deteriorarea suprafeței.
D, procesul de fabricație este complex și costisitor:
Pentru a crea atât o sculă așchietoare care poate rezista la forțe de tăiere, temperaturi ridicate, duritate ridicată, cât și o sculă compozită armată cu fibră de carbon, procesul de fabricație va fi extrem de complex, iar costul va fi foarte mare. Sculele de tăiere din fibră de carbon mature și rentabile disponibile în prezent pe piață sunt utilizate în principal în domeniile de prelucrare a materialelor nemetalice (de exemplu, compozite, lemn).
În concluzie, deși materialul din fibră de carbon are multe proprietăți excelente, aplicarea sa actuală în fabricarea frezelor direct pentru prelucrarea oțelului inoxidabil se confruntă cu obstacole tehnice majore, cum ar fi duritatea și rezistența la uzură insuficiente și stabilitatea slabă la temperaturi ridicate.Experimentele sau cazurile de aplicare existente sunt foarte limitate și este dificil să concurezi cu carburi mature, PCBN și alte materiale de scule de tăiere în prelucrarea oțelului inoxidabil, atât în ceea ce privește performanța, cât și costul.
Prin urmare, în această etapă, nu se recomandă utilizarea frezelor din fibră de carbon în sensul convențional pentru prelucrarea oțelului inoxidabil.Pentru prelucrarea oțelului inoxidabil, alegerea calității potrivite de carbură, utilizarea sculelor PCBN sau optimizarea parametrilor de așchiere sunt soluții încă mai fiabile și mai rentabile.
În domeniul prelucrării metalelor, oțelul inoxidabil este utilizat pe scară largă pentru rezistența sa excelentă la coroziune, rezistență și tenacitate, dar este, de asemenea, clasificat ca un material tipic dificil de prelucrat datorită tendinței sale de ecruisare, coeficientului ridicat de frecare și caracteristicilor de freză ușor lipicioase. Frezele tradiționale din carbură metalică în prelucrarea oțelului inoxidabil se confruntă adesea cu uzura rapidă a sculei așchietoare, eficiență scăzută a prelucrării, calitate slabă a suprafeței piesei de prelucrat și alte probleme.
În primul rând, trebuie să clarificăm un lucru: de obicei, ceea ce numim freză din fibră de carbon nu înseamnă că întreaga sculă este alcătuită din fibră de carbon pură, ci se referă la utilizarea de materiale compozite armate cu fibră de carbon ca matrice sau acoperire a sculei așchietoare sau a fibrei de carbon și a altor materiale (cum ar fi ceramica, metalul) combinate pentru a profita de unele dintre caracteristicile fibrei de carbon pentru a îmbunătăți performanța sculei. Fibra de carbon pură în sine este atât de fragilă încât este impracticabilă utilizarea ei directă ca muchie așchietoare.
Teoretic, dacă ar fi posibil să se creeze muchii așchietoare pe baza compozitelor din fibră de carbon cu o duritate și o rezistență la uzură suficiente, atunci utilizarea densității lor reduse, a rigidității ridicate și, eventual, a coeficientului de frecare scăzut ar putea oferi unele avantaje la prelucrarea oțelului inoxidabil.De exemplu, o densitate mai mică înseamnă o forță centrifugă mai mică asupra sculei așchietoare, ceea ce este benefic pentru prelucrarea de mare viteză; rigiditatea ridicată ajută la reducerea vibrațiilor și la îmbunătățirea stabilității la prelucrări; iar dacă se poate obține o frecare redusă la suprafață, aceasta poate reduce lipirea așchiilor și poate îmbunătăți îndepărtarea așchiilor.
Cu toate acestea, utilizarea frezelor din fibră de carbon pentru prelucrarea oțelului inoxidabil se confruntă cu provocări mari.
A, duritate și rezistență la uzură insuficiente:
Oțelul inoxidabil are un fenomen semnificativ de ecruisare, temperatură ridicată în zona de așchiere, ceea ce necesită o duritate și o rezistență la uzură extrem de ridicate a sculei așchietoare.Materialele principale actuale pentru sculele așchietoare pentru prelucrarea oțelului inoxidabil, cum ar fi carbura cimentată care conține cobalt, PCD (acoperire cu diamant policristalin), PCBN (nitrură de bor cubică policristalină) etc., sunt dotate cu o duritate extrem de mare.Compozitele din fibră de carbon, în special cele fără tratament special, au o duritate mult mai mică decât aceste materiale. În mediul de tăiere la viteză mare, temperatură înaltă și presiune înaltă, uneltele de tăiere din fibră de carbon se uzează, se ciobesc sau chiar se sparg foarte ușor.
B, stabilitate slabă la temperaturi ridicate:
Tăierea oțelului inoxidabil generează o căldură imensă, uneltele de tăiere trebuie să reziste la temperaturi ridicate fără a se înmuia și oxida.Fibra de carbon și materialele sale compozite vor scădea brusc performanța la temperaturi ridicate, în general putând fi utilizate doar la temperaturi mai scăzute.Prelucrarea oțelului inoxidabil generat de temperaturi ridicate poate depăși limita de toleranță a fibrei de carbon, rezultând defectarea sculei așchietoare.
C, probleme de compatibilitate chimică și lipire:
Deși fibra de carbon în sine este stabilă chimic, în procesul de tăiere pot apărea temperaturi și presiuni ridicate între scula așchietoare și materialul piesei de prelucrat, cu efecte fizico-chimice complexe.Aderența oțelului inoxidabil este puternică, scula așchietoare din fibră de carbon poate rezista eficient fenomenului de „cuțit lipicios”, ceea ce nu a fost încă verificat.Dacă legătura este serioasă, aceasta va exacerba uzura sculei așchietoare și deteriorarea suprafeței.
D, procesul de fabricație este complex și costisitor:
Pentru a crea atât o sculă așchietoare care poate rezista la forțe de tăiere, temperaturi ridicate, duritate ridicată, cât și o sculă compozită armată cu fibră de carbon, procesul de fabricație va fi extrem de complex, iar costul va fi foarte mare. Sculele de tăiere din fibră de carbon mature și rentabile disponibile în prezent pe piață sunt utilizate în principal în domeniile de prelucrare a materialelor nemetalice (de exemplu, compozite, lemn).
În concluzie, deși materialul din fibră de carbon are multe proprietăți excelente, aplicarea sa actuală în fabricarea frezelor direct pentru prelucrarea oțelului inoxidabil se confruntă cu obstacole tehnice majore, cum ar fi duritatea și rezistența la uzură insuficiente și stabilitatea slabă la temperaturi ridicate.Experimentele sau cazurile de aplicare existente sunt foarte limitate și este dificil să concurezi cu carburi mature, PCBN și alte materiale de scule de tăiere în prelucrarea oțelului inoxidabil, atât în ceea ce privește performanța, cât și costul.
Prin urmare, în această etapă, nu se recomandă utilizarea frezelor din fibră de carbon în sensul convențional pentru prelucrarea oțelului inoxidabil.Pentru prelucrarea oțelului inoxidabil, alegerea calității potrivite de carbură, utilizarea sculelor PCBN sau optimizarea parametrilor de așchiere sunt soluții încă mai fiabile și mai rentabile.
Știri conexe
Lasă-mi un mesaj
