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सुपरहार्ड उपकरण सामग्री और उसकी चयन विधि

आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, उच्च कठोरता वाली अधिक से अधिक इंजीनियरिंग सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, जबकि पारंपरिक टर्निंग तकनीक सक्षम नहीं है या कुछ उच्च कठोरता वाली सामग्रियों के प्रसंस्करण को प्राप्त नहीं कर सकती है।लेपित कार्बाइड, सिरेमिक, पीसीबीएन और अन्य सुपरहार्ड उपकरण सामग्रियों में उच्च तापमान कठोरता, पहनने के प्रतिरोध और थर्मोकेमिकल स्थिरता होती है, जो उच्च कठोरता वाली सामग्रियों को काटने के लिए सबसे बुनियादी शर्त प्रदान करती है, और उत्पादन में महत्वपूर्ण लाभ प्राप्त करती है।सुपरहार्ड टूल द्वारा उपयोग की जाने वाली सामग्री और इसकी टूल संरचना और ज्यामितीय पैरामीटर हार्ड टर्निंग का एहसास करने के लिए बुनियादी तत्व हैं।इसलिए, सुपरहार्ड टूल सामग्री का चयन कैसे करें और एक उचित टूल संरचना और ज्यामितीय मापदंडों को कैसे डिजाइन करें, स्थिर हार्ड टर्निंग प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है!

अति कठोर उपकरण सामग्री एवं उसकी चयन विधि-2 (1)

(1) लेपित सीमेंटेड कार्बाइड

अच्छी कठोरता के साथ सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों पर अच्छे पहनने के प्रतिरोध के साथ TiN, TiCN, TiAlN और Al3O2 की एक या अधिक परतें लागू करें, और कोटिंग की मोटाई 2-18 μ मीटर है।कोटिंग में आमतौर पर टूल सब्सट्रेट और वर्कपीस सामग्री की तुलना में बहुत कम तापीय चालकता होती है, जो टूल सब्सट्रेट के थर्मल प्रभाव को कमजोर करती है;दूसरी ओर, यह काटने की प्रक्रिया में घर्षण और आसंजन को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है और काटने की गर्मी के उत्पादन को कम कर सकता है।

हालाँकि PVD कोटिंग कई फायदे दिखाती है, कुछ कोटिंग्स जैसे Al2O3 और डायमंड CVD कोटिंग तकनीक को अपनाती हैं।Al2O3 मजबूत गर्मी प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध के साथ एक प्रकार की कोटिंग है, जो विशिष्ट उपकरण से काटने से उत्पन्न गर्मी को अलग कर सकती है।सीवीडी कोटिंग तकनीक सर्वोत्तम कटिंग प्रभाव प्राप्त करने और कटिंग की जरूरतों को पूरा करने के लिए विभिन्न कोटिंग्स के फायदों को भी एकीकृत कर सकती है।

सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों की तुलना में, लेपित सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों की ताकत, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार हुआ है।एचआरसी45~55 की कठोरता के साथ वर्कपीस को मोड़ते समय, कम लागत वाली लेपित सीमेंटेड कार्बाइड उच्च गति मोड़ का एहसास कर सकती है।हाल के वर्षों में, कुछ निर्माताओं ने कोटिंग सामग्री और अन्य तरीकों में सुधार करके लेपित उपकरणों के प्रदर्शन में सुधार किया है।उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में कुछ निर्माता HV4500~4900 जितनी कठोरता वाले लेपित ब्लेड बनाने के लिए स्विस AlTiN कोटिंग सामग्री और नई कोटिंग पेटेंट तकनीक का उपयोग करते हैं, जो HRC47~58 डाई स्टील को 498.56m/मिनट की गति से काट सकते हैं। .जब टर्निंग तापमान 1500~1600 डिग्री सेल्सियस तक होता है, तब भी कठोरता कम नहीं होती है और ऑक्सीकरण नहीं होता है।ब्लेड की सेवा जीवन सामान्य लेपित ब्लेड की तुलना में चार गुना है, जबकि लागत केवल 30% है, और आसंजन अच्छा है।

अति कठोर उपकरण सामग्री एवं उसकी चयन विधि-2 (2)

(2) सिरेमिक सामग्री

इसकी संरचना, संरचना और दबाने की प्रक्रिया में निरंतर सुधार के साथ, विशेष रूप से नैनोटेक्नोलॉजी के विकास के साथ, सिरेमिक उपकरण सामग्री सिरेमिक उपकरणों को सख्त करना संभव बनाती है।निकट भविष्य में, सिरेमिक हाई-स्पीड स्टील और सीमेंटेड कार्बाइड के बाद काटने में तीसरी क्रांति का कारण बन सकता है।सिरेमिक उपकरणों में उच्च कठोरता (HRA91~95), उच्च शक्ति (झुकने की शक्ति 750~1000MPa), अच्छा पहनने का प्रतिरोध, अच्छी रासायनिक स्थिरता, अच्छा आसंजन प्रतिरोध, कम घर्षण गुणांक और कम कीमत के फायदे हैं।इतना ही नहीं, सिरेमिक उपकरणों में उच्च तापमान कठोरता भी होती है, जो 1200 डिग्री सेल्सियस पर HRA80 तक पहुंच जाती है।
सामान्य कटाई के दौरान, सिरेमिक उपकरण में बहुत अधिक स्थायित्व होता है, और इसकी काटने की गति सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में 2 ~ 5 गुना अधिक हो सकती है।यह उच्च कठोरता सामग्री, फिनिशिंग और उच्च गति मशीनिंग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।यह HRC65 तक की कठोरता वाले विभिन्न कठोर स्टील और कठोर कच्चे लोहे को काट सकता है।आम तौर पर एल्युमिना आधारित सिरेमिक, सिलिकॉन नाइट्राइड आधारित सिरेमिक, सेरमेट और व्हिस्कर सख्त सिरेमिक का उपयोग किया जाता है।

एल्यूमिना-आधारित सिरेमिक उपकरणों में सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में अधिक लाल कठोरता होती है।आम तौर पर, कटिंग एज उच्च गति काटने की स्थिति के तहत प्लास्टिक विरूपण उत्पन्न नहीं करेगा, लेकिन इसकी ताकत और क्रूरता बहुत कम है।इसकी कठोरता और प्रभाव प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए, ZrO या TiC और TiN मिश्रण जोड़ा जा सकता है।दूसरी विधि शुद्ध धातु या सिलिकॉन कार्बाइड मूंछें जोड़ना है।उच्च लाल कठोरता के अलावा, सिलिकॉन नाइट्राइड आधारित सिरेमिक में भी अच्छी कठोरता होती है।एल्यूमिना आधारित सिरेमिक की तुलना में, इसका नुकसान यह है कि स्टील की मशीनिंग करते समय उच्च तापमान का प्रसार करना आसान होता है, जो उपकरण के घिसाव को बढ़ाता है।सिलिकॉन नाइट्राइड आधारित सिरेमिक का उपयोग मुख्य रूप से ग्रे कास्ट आयरन की आंतरायिक मोड़ और मिलिंग के लिए किया जाता है।

सेरमेट एक प्रकार की कार्बाइड-आधारित सामग्री है, जिसमें TiC मुख्य कठोर चरण (0.5-2 μm) है, वे Co या Ti बाइंडर्स के साथ संयुक्त होते हैं और सीमेंटेड कार्बाइड उपकरण के समान होते हैं, लेकिन उनमें कम आत्मीयता, अच्छा घर्षण और अच्छा होता है। प्रतिरोध पहन।यह पारंपरिक सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में अधिक काटने वाले तापमान का सामना कर सकता है, लेकिन इसमें सीमेंटेड कार्बाइड के प्रभाव प्रतिरोध, भारी काटने के दौरान कठोरता और कम गति और बड़े फ़ीड पर ताकत का अभाव है।

(3) घन बोरान नाइट्राइड (सीबीएन)

सीबीएन कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में हीरे के बाद दूसरे स्थान पर है, और इसमें उत्कृष्ट उच्च तापमान कठोरता है।सिरेमिक की तुलना में, इसकी गर्मी प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता थोड़ी खराब है, लेकिन इसकी प्रभाव शक्ति और कुचलने-रोधी प्रदर्शन बेहतर है।यह कठोर स्टील (एचआरसी ≥ 50), पर्लिटिक ग्रे कास्ट आयरन, ठंडा कास्ट आयरन और सुपरअलॉय को काटने के लिए व्यापक रूप से लागू होता है।सीमेंटेड कार्बाइड उपकरणों की तुलना में, इसकी काटने की गति को परिमाण के एक क्रम से बढ़ाया जा सकता है।
उच्च सीबीएन सामग्री वाले मिश्रित पॉलीक्रिस्टलाइन क्यूबिक बोरान नाइट्राइड (पीसीबीएन) उपकरण में उच्च कठोरता, अच्छा पहनने का प्रतिरोध, उच्च संपीड़न शक्ति और अच्छी प्रभाव क्रूरता है।इसके नुकसान खराब तापीय स्थिरता और कम रासायनिक जड़ता हैं।यह गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं, कच्चा लोहा और लौह-आधारित सिन्जेड धातुओं को काटने के लिए उपयुक्त है।पीसीबीएन उपकरणों में सीबीएन कणों की सामग्री कम है, और बाइंडर के रूप में सिरेमिक का उपयोग करने वाले पीसीबीएन उपकरणों की कठोरता कम है, लेकिन यह पूर्व सामग्री की खराब थर्मल स्थिरता और कम रासायनिक जड़ता के लिए बनाता है, और कठोर स्टील को काटने के लिए उपयुक्त है।

ग्रे कास्ट आयरन और कठोर स्टील को काटते समय, सिरेमिक टूल या सीबीएन टूल का चयन किया जा सकता है।इस कारण से, किसे चुनना है यह निर्धारित करने के लिए लागत-लाभ और प्रसंस्करण गुणवत्ता विश्लेषण किया जाना चाहिए।जब काटने की कठोरता एचआरसी60 से कम होती है और छोटी फ़ीड दर अपनाई जाती है, तो सिरेमिक उपकरण एक बेहतर विकल्प होता है।पीसीबीएन उपकरण एचआरसी60 से अधिक कठोरता वाले वर्कपीस को काटने के लिए उपयुक्त हैं, खासकर स्वचालित मशीनिंग और उच्च परिशुद्धता मशीनिंग के लिए।इसके अलावा, पीसीबीएन टूल से काटने के बाद वर्कपीस की सतह पर अवशिष्ट तनाव भी उसी फ्लैंक घिसाव की स्थिति में सिरेमिक टूल की तुलना में अपेक्षाकृत स्थिर होता है।

कठोर स्टील को सुखाने के लिए पीसीबीएन उपकरण का उपयोग करते समय, निम्नलिखित सिद्धांतों का भी पालन किया जाना चाहिए: जहां तक ​​संभव हो बड़ी काटने की गहराई का चयन करें, इस शर्त के तहत कि मशीन उपकरण की कठोरता अनुमति देती है, ताकि काटने वाले क्षेत्र में उत्पन्न गर्मी नरम हो सके किनारे के सामने की धातु स्थानीय रूप से, जो पीसीबीएन उपकरण के घिसाव को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है।इसके अलावा, छोटी कटिंग गहराई का उपयोग करते समय, यह भी विचार किया जाना चाहिए कि पीसीबीएन उपकरण की खराब तापीय चालकता काटने वाले क्षेत्र में गर्मी को फैलने में बहुत देर कर सकती है, और कतरनी क्षेत्र भी स्पष्ट धातु नरम प्रभाव पैदा कर सकता है, कम करें अत्याधुनिक घिसाव।

अति कठोर उपकरण सामग्री एवं उसकी चयन विधि-2 (3)

2. सुपरहार्ड उपकरणों की ब्लेड संरचना और ज्यामितीय पैरामीटर

उपकरण के काटने के प्रदर्शन को पूर्ण रूप देने के लिए उपकरण के आकार और ज्यामितीय मापदंडों का उचित निर्धारण बहुत महत्वपूर्ण है।उपकरण की ताकत के संदर्भ में, उच्च से निम्न तक विभिन्न ब्लेड आकार की टूल टिप ताकत है: गोल, 100° हीरा, चौकोर, 80° हीरा, त्रिकोण, 55° हीरा, 35° हीरा।ब्लेड सामग्री का चयन करने के बाद, उच्चतम ताकत वाले ब्लेड के आकार का चयन किया जाएगा।हार्ड टर्निंग ब्लेड्स को भी जितना संभव हो उतना बड़ा चुना जाना चाहिए, और रफ मशीनिंग गोलाकार और बड़े टिप आर्क त्रिज्या ब्लेड्स के साथ की जानी चाहिए।μ लगभग मी समाप्त करते समय टिप चाप त्रिज्या लगभग 0.8 है।

कठोर स्टील चिप्स लाल और मुलायम रिबन होते हैं, जिनमें अत्यधिक भंगुरता, तोड़ने में आसान और गैर-बंधन होती है।कठोर स्टील काटने की सतह उच्च गुणवत्ता की होती है और आम तौर पर चिप संचय का उत्पादन नहीं करती है, लेकिन काटने का बल बड़ा होता है, विशेष रूप से रेडियल काटने का बल मुख्य काटने वाले बल से बड़ा होता है।इसलिए, उपकरण को एक ऋणात्मक अग्र कोण (go ≥ - 5°) और एक बड़े पश्च कोण (ao=10°~15°) का उपयोग करना चाहिए।मुख्य विक्षेपण कोण मशीन टूल की कठोरता पर निर्भर करता है, आमतौर पर 45 ° ~ 60 °, वर्कपीस और टूल की बकबक को कम करने के लिए।


पोस्ट करने का समय: फरवरी-24-2023