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铣削材料的性能竞争与合作:高速钢和胶结碳化物的应用

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铣削材料的性能竞争与合作:高速钢和胶结碳化物的应用

在现代机械处理领域 铣刀 是核心切割工具,其性能直接影响处理质量和生产效率。面对不同材料,形状和加工要求的工件,很难满足各种工作条件。由于两种用于铣削刀厂制造的主流材料,高速钢和碳化物碳化物已经形成了一种互补且共存的应用模式,其性能优势是完全不同的。
高速钢在低速和复杂形状处理领域的重要位置具有其独特的“柔性”特征。合金元素(例如碳,钨和钼)在其化学成分中的协同作用可提供材料的良好韧性和加工性。在显微镜水平上,在马氏体基质中均匀分布了大量碳化物,这不仅可以确保一定的硬度,而且还通过基于铁的固体溶液保持了材料的抗击力。这种“坚硬和柔软”的特征使高速钢铣刀有效抵抗冲击负荷,并避免在低速切割期间进行刀片裂纹。当使用复杂的工具形状(例如塑料模具和铝合金轮廓)处理工件时,高速钢的良好切割性能促进了复杂结构工具的制造,例如螺旋端磨坊和球端磨坊;它的热处理性能通过淬火和回火过程来确切地控制硬度和韧性,以满足不同的处理要求。
水泥碳化物已成为具有“刚度”优势的中速高强度加工的首选材料。由粉末冶金制备制备的碳化氢碳酸盐 - 铜铜(WC-CO)的复合材料完美地结合了高硬度钨碳化物颗粒的耐磨性和钴粘合剂相的韧性。碳化钨颗粒的硬度接近钻石,碳化物的碳化物极高的抗压强度和耐磨性极高。钴粘合剂相形成的连续网络结构有效地传输了切割应力,同时确保材料的韧性。这种独特的两相结构使胶结碳化物铣刀可以在800-1000℃的高温环境中保持最前沿的清晰度,并连续有效地处理高强度的金属材料,例如钢和不锈钢。在汽车零件的制造中,碳化物铣刀可以大大缩短零件的处理周期,例如曲轴和变速箱外壳,因为它们的高切割速度和进料速度;在航空航天领域,它们的出色耐磨性可以满足难以加工材料(例如钛合金和镍基合金)的铣削要求,从而确保了复杂结构部件的加工准确性和表面质量。此外,通过调整碳化钨颗粒的粒径和钴含量的比率,可以在精细的加工和粗糙处理之间灵活切换碳化物。细颗粒碳化物适用于高精细的表面加工,而粗颗粒可以承受大型切割载荷。
在低速处理过程中,高速钢的韧性优势弥补了碳化物易于破裂的缺点。在中型和高速加工中,碳化物的高硬度和耐磨性解决了高速钢的耐热性不佳的问题。两者在处理成本和效率方面也相互补充:尽管高速钢铣刀的切割速度较低,但制造成本相对较低,适用于单件,小批量和复杂形状的工件的处理;碳化物铣刀的初始投资很高,但由于高削减效率和长期使用寿命,可以大大降低批量生产的单位处理成本。在实际生产中,工程师需要全面考虑诸如工件材料特性(例如硬度和韧性),加工参数(降低速度,进料速度),工件形状复杂性和生产批次以及科学选择工具材料等因素。例如,对于小型模具的复杂表面处理,优选高速钢铣刀,以确保加工精度和刀具寿命;虽然在汽车发动机缸的批处理铣削中,碳化物铣刀是最佳选择,因为它们的效率很高。