Vor- und Nachteile von Keramikmessern

Die Keramikwerkzeuge haben aufgrund ihrer hervorragenden Funktionen mit hoher Temperatur und Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsfunktionen eine zunehmend breite Anwendungsaussicht auf dem Gebiet des Metallschnitts gezeigt. Aufgrund des begrenzten Verständnisses von Keramikwerkzeugen in der Branche haben viele Verarbeitungsunternehmen das Potenzial dieser Art von Instrument noch nicht vollständig genutzt und ihre Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit nicht einmal erkannt, um traditionelle Werkzeuge in einigen Bereichen zu ersetzen.

 

1. Kernvorteile von Keramikwerkzeugen

Keramikmaterialien haben eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit beim Schneiden, was eine große Menge an Wärme effektiv durchführen kann, die in der Schneidfläche vom Schneidbereich entstehen, wodurch die Lebensdauer der Speidezeit verlängert und die Lebensdauer des Gesamtwerkzeugs verbessert wird. Im Gegensatz dazu sind üblicherweise verwendete Materialien wie zementiertes Carbid, kubisches Bornitrid (CBN) und polykristallines Diamant (PCD) eine schlechte thermische Leitfähigkeit aufweisen, und die Wärme ist in der Nähe der Schneide leicht zu konzentrieren, was zu beschleunigtem Werkzeugverschleiß führt.

Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit können Keramikwerkzeuge bei viel höheren linearen Geschwindigkeiten geschnitten werden. Zum Beispiel beträgt die typische Schneidgeschwindigkeit von zementierten Carbidwerkzeugen beispielsweise bei der Bearbeitung von hitzebeständigen Legierungen etwa 125 SFM (Oberflächenfüße pro Minute), während die Schnittgeschwindigkeit von Keramikwerkzeugen 800 bis 1500 SFM erreichen kann und einige fortschrittliche Keramikmaterialien sogar 1600 SFM erreichen können. Diese Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsfähigkeit verbessert die Produktionseffizienz pro Zeiteinheit erheblich.

 

2. Einschränkungen von Keramikwerkzeugen

Trotz der Vorteile der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung haben auch Keramikwerkzeuge einige Einschränkungen. Erstens ist es aufgrund der Härte und Sprödigkeit des Materials selbst für Keramikwerkzeuge schwierig, sehr scharfe Kanten zu produzieren, was zu einer geringeren Schneidschärfe führt als zementierte Carbidwerkzeuge. Darüber hinaus haben Keramikwerkzeuge hohe Herstellungskosten. Wenn Sie beispielsweise indexierbare Einsätze einnehmen, benötigen Keramikeinsätze nach der Formung viele Präzisionsschleifverfahren, und es ist schwierig, eine kostengünstige Massenproduktion wie zementiertes Carbid zu erzielen. Abhängig von der spezifischen Größe und der Formanforderungen kann der Preis der Keramikeinsätze 1,5 bis 4 -mal so hoch sein, dass herkömmliche Einsätze hergestellt werden. und die Kosten für ein ganzes Keramikwerkzeug können das 2- bis 4 -fache der gewöhnlichen Werkzeuge betragen.

Darüber hinaus erfordert der Hochgeschwindigkeitsbetrieb hohe Geräte. Obwohl einige Unternehmen an Keramikwerkzeugen interessiert sind, können sie häufig keine vollständige Spiele für die Leistung von Keramikwerkzeugen geben, da die Werkzeugmaschinen die erforderliche hohe Spindelgeschwindigkeit nicht erreichen oder das entsprechende Werkzeugparameterwissen fehlen können.

 

3.. Typische Anwendungsbereiche

Keramikwerkzeuge werden häufig in einer Vielzahl von Hochtemperatur-, hohen oder schwer zu verarbeitenden Materialien eingesetzt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Folgendes:

1. Edelstahl mit hoher Härte
Keramikwerkzeuge eignen sich zur Verarbeitung von Edelstahl mit einer Rockwell -Härte von 32 bis 35 oder mehr. Unter solchen hohen Härtenbedingungen ist die Temperatur des Verarbeitungsbereichs extrem hoch, und die thermische Stabilität und Hochgeschwindigkeitsleistung der Keramik werden vollständig genutzt. Wenn die Härte des verarbeiteten Materials niedrig ist, ist es aufgrund der Ansammlung von Wärme leicht zu einem Oberflächenschmelzen oder sogar Verbrennungsproblemen.

 

2. Pulvermetallurgiematerialien
Die Pulvermetallurgie wird bei der Herstellung von Automobilteilen häufig verwendet. Es hat sowohl abrasive als auch Hochtemperatureigenschaften, und das Werkzeug trägt sich sehr schnell. Obwohl CBN -Tools normalerweise zur Verarbeitung verwendet werden, sind ihre Kosten extrem hoch. Keramikwerkzeuge funktionieren gut für solche Materialien und sind erheblich billiger als CBN.

 

3.. Verdichtung Graphit Gusseisen (CGI)
CGI ist eine neue Art von hochfestem Gusseisen, der bei der Herstellung von Diesel-Motorzylinderblöcken häufig verwendet wird. Traditionelle Werkzeuge sind sehr einfach zu tragen und teuer. Keramikwerkzeuge zeigen eine gute Kostenwirksamkeit bei der CGI-Verarbeitung, und ihre Lebensdauer kann mehr als das 10-fache der Carbid-Tools erreichen.

 

4.. Alternativer Schleifprozess
Bei der Verarbeitung einiger Teile mit hoher Härte können Keramikwerkzeuge externe zylindrische Schleif- oder Oberflächenschleiferprozesse ersetzen, die Entfernungsrate der Materialien erheblich verbessern und die Gesamtverarbeitungszeit verkürzen. Gleichzeitig können Keramikwerkzeuge im Gegensatz zu den Einschränkungen der Schleifradformung durch CNC -Programmierung flexiblere Verarbeitungskonturen erzielen.

 

5. Austausch der Elektrospark -Bearbeitung (EDM)
In einigen Schimmelpilzherstellung oder Härtungshardwareverarbeitung können Keramik -Endmühlen den groben Bearbeitungsvorgang bei der Formung der Elektrodenentladung ersetzen, die Materialien schnell entfernen und so die Anzahl der erforderlichen Elektroden und deren Verarbeitungszeit verringern.

 

4. Neue Fortschritte in Materialien und Prozessen

In den letzten Jahren wurden keramische Werkzeugematerialien und -prozesse kontinuierlich aktualisiert, was ihre mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitung der Anpassungsfähigkeit erheblich verbessert. Zum Beispiel:

Keramische Whisker verstärkte Materialien: Durch wachsende Verstärkungsphasenstrukturen (wie Schnurrhaare) in der Keramikmatrix werden die Risswiderstand und der Aufprallwiderstand des Werkzeugs erheblich verbessert, wodurch es für raue Bearbeitung und diskontinuierliche Schnittbedingungen geeignet ist.

 

Verbundkeramische Strukturmaterialien: Neue Materialien kombinieren Keramik und Carbide in Netzwerk und nutzen die synergistische Wirkung der thermischen Leitfähigkeit der Keramik und der Thermisleitungswege für Carbid. Ohne das Hinzufügen von Kobaltbindemittel werden die Wärmediffusionseffizienz und die Lebensdauer verbessert. Diese Art von Material wurde bei der Verarbeitung von Hochtemperaturlegierungen wie Flugzeugmotoren verwendet, und die Schneidgeschwindigkeit kann doppelt so hoch wie die der herkömmlichen Keramik erreichen.

 

Abschluss

Der technologische Fortschritt von Keramikwerkzeugen hat sie in den Bereichen Hochtemperaturlegierungen, Pulvermetallurgie, CGI und einiger traditioneller Schleife sehr wettbewerbsfähig gemacht. Obwohl es immer noch Probleme wie hohe Kosten, schmales Verarbeitungsfenster und begrenzte Werkzeugform gibt, können die Vorteile bei der Steigerung der Schnittgeschwindigkeit, der Verringerung des Verarbeitungszyklus und der Verlängerung der Lebensdauer nicht ignoriert werden. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Werkzeugmaschinentechnologie und der Akkumulation von Nutzungserfahrungen wird erwartet, dass Keramikwerkzeuge in mehr Feldern weit verbreitet sind.