Твердосплавные вставки Manchester относятся к ряду сменных твердосплавных режущих пластин, производимых различными компаниями для решения различных задач обработки. В этой статье представлен обзор твердосплавных пластин, их свойств, методов изготовления, марок, стилей, покрытий и ведущих мировых поставщиков.
Обзор твердосплавные вставки из Манчестера
Твердосплавные пластины - это режущие инструменты с твердосплавным наконечником, припаянным к стальному хвостовику. Твердосплавные наконечники имеют геометрически очерченные режущие кромки, которые осуществляют фактическое удаление материала. Основные характеристики включают:
- Высочайшая твердость для обеспечения износостойкости
- Усовершенствованные комбинации подложек и покрытий
- Прецизионные сменные пластины для многокромочного использования
- Предназначен для высокопроизводительной обработки
Твердосплавные пластины выпускаются в широком диапазоне международных и запатентованных марок для различных обрабатываемых материалов, рабочих параметров и производственных требований. Нестандартные геометрические формы, стружколомы, покрытия и подготовка кромок дополнительно оптимизируют производительность.
Компоненты для твердосплавных вставок
| Компонент | Роль |
|---|---|
| Карбидная подложка | Обеспечивает твердость для износостойкости при резке |
| Покрытие | Повышает смазывающую способность, устойчивость к окислению и снижает трение |
| Чипбрейкер | Обеспечивает правильное формирование стружки и ее прохождение по ракельной поверхности вставки |
| Область зажима | Обеспечивает надежную и точную посадку в резцедержатель |
Стандарты твердосплавных пластин
Международные стандарты помогают определить геометрию, обозначение, выбор и применение пластин разных производителей:
- ISO 1832 - Идентификация и кодирование вкладышей
- ANSI B212.4 - Размеры и допуски твердосплавных вставок
- ISO 13399 - Размеры интерфейса резцедержателя
- Стандарты производителя - марки, геометрия, технические данные
Это позволяет обеспечить взаимозаменяемость и стабильные рабочие характеристики у всех поставщиков твердосплавных пластин, придерживающихся этих стандартов.
Производство твердосплавных вставок
Производство прецизионных твердосплавных вставок включает в себя тщательно контролируемые процессы порошковой металлургии и самые современные этапы финишной обработки:
1. Фрезерование и смешивание
Исходные порошки измельчаются до желаемого размера частиц и тщательно смешиваются для достижения равномерного распределения в смеси.
2. Нажмите
Сырье прессуется в "зеленые" детали с помощью штампов, обработанных с жесткими допусками на размеры.
3. Спекание
Зеленые вставки упрочняются до полной плотности путем нагрева ниже температуры плавления для создания прочных цементированных карбидов.
4. Подготовка кромок
Режущие кромки спеченных деталей профилируются с помощью шлифования или других методов, чтобы отточить их и подготовить к нанесению.
5. Покрытие
Для нанесения износостойких слоев на подложку используются PVD, CVD или другие процессы нанесения покрытий.
Состав твердого сплава, характеристики порошка, параметры прессования, метод спекания, обработка кромок и нанесение покрытий - все это определяет характеристики изделия.
Степени твердосплавных вставок
Твердосплавные пластины производятся в широком диапазоне составов или "марок", предназначенных для различных обрабатываемых материалов - сталей, нержавеющих сталей, чугуна, алюминиевых сплавов, титановых сплавов, пластмасс и т.д.
| Класс | Описание | Ключевые элементы | Твердость |
|---|---|---|---|
| Твердый сплав без покрытия | Базовая спеченная микрозернистая или субмикронная подложка из вольфрама или карбида титана без какого-либо покрытия | WC-Co <6% кобальт | 88-93 HRA |
| с PVD-покрытием | Физическим осаждением из паровой фазы наносятся покрытия толщиной 2-25 мкм, такие как TiN, TiCN, TiAlN | Подстилающий смешанный карбид | 92-94 HRA |
| CVD-покрытие | Покрытия с химическим осаждением из паровой фазы толщиной 8-12 мкм, включая оксид алюминия | Мелкозернистый карбид вольфрама | 93+ HRA |
| Cermet | Бессвязное наноразмерное покрытие карбид хрома-никель-хром | Cr3C2-NiCr | 88-92 HRA |
| CBN/PCBN | Поликристаллический кубический нитрид бора - второй по твердости из известных материалов | КНБ-керамическое связующее | 90+ HRA |
Повышенное содержание кобальта обеспечивает вязкость разрушения, а ультрамелкозернистый карбид вольфрама - максимальную твердость и жаропрочность для более сложных работ с экзотическими сплавами или закаленными материалами.
Покрытия для твердосплавных вставок
Покрытия, наносимые на подложку твердосплавной пластины, снижают силу и температуру резания, повышая смазывающую способность и износостойкость. К распространенным типам относятся:
| Покрытие | Описание | Толщина | Основные свойства |
|---|---|---|---|
| TiN | Нитрид титана | 2-4 мкм | Стандартное покрытие золотого цвета |
| TiCN | Карбонитрид титана | 2-4 мкм | Более высокая твердость и смазывающая способность по сравнению с TiN |
| TiAlN | Нитрид титана и алюминия | 4-25 мкм | Устойчивость к окислению, высокая горячая твердость |
| Al2O3 | Оксид алюминия | 8-12 мкм | Низкое трение, изоляция, устойчивость к тепловым ударам |
| DLC | Алмазоподобный углерод | 1-5 мкм | Исключительная твердость, инертность, низкое трение |
Более толстые покрытия позволяют выполнять многократную переточку, сохраняя целостность вставки под ними. Более современные покрытия, такие как TiSiN, ZrN и TiAlCrN, подходят для работы с конкретными материалами в сложных условиях.
Типы твердосплавных вставок
Твердосплавные пластины выпускаются в сотнях стандартных и нестандартных геометрических форм для различных областей применения и методов обработки. К числу распространенных стилей относятся:
| Стиль | Описание | Ключевые атрибуты |
|---|---|---|
| Круглая вставка | Круглая форма диска | Положительная геометрия, многофункциональность |
| Квадратная вставка | Квадратная форма, часто с обрезанными углами | Добавлена защита краев, предотвращено вращение |
| Треугольная вставка | Равносторонний треугольник | Наибольшее количество режущих кромок |
| Ромбический | Форма бриллианта | Дополнительная прочность и защита краев |
| Другие правильные формы | Вставки в форме пятиугольника, шестиугольника, восьмиугольника | Индексируемость, специфические конфигурации кромок |
| Неправильные формы | Специальные геометрические формы | Сложные формы, например, зубчатые профильные фрезы |
Кроме простых геометрических форм, пластины могут иметь стружколомы, отверстия для охлаждающей жидкости или каналы. Неправильные формы предлагают инженерные геометрии со сложными профилями режущей кромки для нишевых применений в аэрокосмической, энергетической, нефтяной и газовой промышленности.
Размеры Твердосплавные вставки
Твердосплавные пластины варьируются от мелких размеров для токарных работ на станках с ЧПУ типа Swiss до крупных сменных пластин для черновых расточных, фрезерных и канавочных работ. Стандартные размеры вписанной окружности включают:
| Размер круга с надписью | Типовые применения |
|---|---|
| 1/16″, 1,5 мм | Токарная обработка по швейцарскому типу, малые отверстия |
| 3/16″, 3/8″, 5 мм | Финишное растачивание, токарные работы |
| 1/2″, 5/8″, 3/4″ | Токарные работы, профилирование, строгание |
| 1″ и выше | Черновая расточка, периферийное фрезерование |
Твердосплавные пластины большего размера обеспечивают большую скорость съема металла, повышая производительность при черновой обработке, а затем переходят на пластины меньшего размера для полуфинишной и чистовой обработки. Конкретные длины кромок, радиусы углов, толщина и характеристики разрабатываются для достижения желаемых результатов.
Ведущие производители твердосплавных пластин
Основные бренды твердосплавных пластин для манчестерского и мирового рынков включают:
ИСКАР
Основана: 1952 год в Израиле
Штаб-квартира: Мигдаль Тефен, Израиль
- Твердые сплавы: Высокомикрозернистые и субмикронные подложки плюс покрытия BARC ION iTAS TiAlN, ZrN
- Обслуживаемые рынки: Автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, литье под давлением, общая обработка
- Бренды: Металлообрабатывающие инструменты ISCAR, Ingersoll, TaeguTec
Kennametal
Основан: 1938
Штаб-квартира: Питтсбург, Пенсильвания, США
- Твердосплавные марки: Запредельные марки с наноразмерными карбидами вольфрама и запатентованными верхними слоями
- Обслуживаемые рынки: Энергетика, транспорт, общее машиностроение
- Бренды: Режущие инструменты Kennametal, WIDIA, Hanita
Корлой
Основана: 1977 Штаб-квартира: Чхунчхонбук-до, Южная Корея
- Твердосплавные марки: Острота Tri-Tech с трехуровневой подложкой, покрытиями и верхним слоем
- Обслуживаемые рынки: Автомобильная промышленность, производство пресс-форм и штампов
- Бренды: Твердосплавные пластины Korloy, Addison, Mirae, CrownCUT
Kyocera Unimerco
Основана: 1959 Штаб-квартира: Анн Арбор, Мичиган, США
- Твердые сплавы: Твердые сплавы с ультрамелким зерном и передовая технология нанесения покрытий
- Обслуживаемые рынки: Аэрокосмическая, автомобильная, медицинская промышленность, пресс-формы и штампы
- Бренды: Kyocera, а также семь объединенных компаний
Mitsubishi Materials
Основана: 1970
Штаб-квартира: Токио, Япония
- Твердые сплавы: Ультрагладкие подложки NHS с микрозернистой структурой, технология Miracle coating
- Обслуживаемые рынки: Автомобильная промышленность, пресс-формы
- Бренды: Твердосплавные пластины и режущие инструменты Mitsubishi
Sandvik Coromant
Основана: 1942 Штаб-квартира: Стокгольм, Швеция
- Твердые сплавы: CoroTurn с усиленным венчиком, например GC4330, для нержавеющих сталей
- Обслуживаемые рынки: Аэрокосмическая, автомобильная, общая обработка
- Бренды: Круглые инструменты Sandvik Coromant для токарной обработки
Tungaloy
Основана: 1968 Штаб-квартира: Арлингтон Хайтс, Иллинойс США
- Твердые сплавы: Токарная обработка твердых деталей Micrograin MC и Nanograde NM
- Обслуживаемые рынки: Производство пресс-форм, автомобилестроение, медицина
- Бренды: Круглые режущие инструменты Tungaloy для промышленности
Инструменты Walter
Основана: 1919 Штаб-квартира: Тюбинген, Германия
- Твердые сплавы: Ультрамелкое зерно Duratomic с наноструктурированным покрытием Twin Adaptive
- Обслуживаемые рынки: Автомобильная промышленность, авиация, энергетика
- Бренды: Walter Tools металлообрабатывающий и режущий инструмент
Эти и другие производители предлагают широкий выбор марок твердосплавных пластин, геометрий, размеров и настраиваемых спецификаций для всех типов обработки в производственных условиях Манчестера.
Твердосплавная вставка Сравнение стилей
| Параметр | Круглая вставка | Квадратная вставка | Треугольная вставка |
|---|---|---|---|
| Безопасность на границе | Ярмарка | Хороший | Хороший |
| Индексируемость | 2-8 края | 2-8 края | 3-6 края |
| Приспособление для нанесения | Общее назначение | Дополнительная прочность | Максимальные края |
| Сменные наконечники | Паяные | Зажим | Зажим |
| Относительная стоимость | Низкий | Умеренный | Высокая |
Выбирайте тип в зависимости от требуемой жесткости, максимального количества используемых режущих кромок и рабочих параметров. Способ подачи СОЖ также влияет на выбор.
Твердый сплав в сравнении с другими инструментальными материалами
Твердый сплав против быстрорежущей стали
Твердосплавные пластины служат в 10-20 раз дольше, чем инструменты из быстрорежущей стали. Значительно выше горячая твердость и износостойкость. Однако карбид более хрупок и обладает меньшей прочностью и ударостойкостью по сравнению с более твердой быстрорежущей сталью.
Карбид против керамики
Керамика из нитрида кремния приближается по твердости к алмазу, но в отличие от алмаза химически инертна. Керамика более чувствительна к температуре и обладает меньшей ударной вязкостью. Дороже, чем твердосплавные вставки.
Карбид в сравнении с CBN/PCBN
Поликристаллический КНБ - второй по твердости материал, обладающий термической стабильностью для высокоскоростной обработки чугуна/стали. Более дорогой, чем твердосплавные пластины, но имеет более низкую скорость износа при экстремальных параметрах.
Твердый сплав против алмаза
Природный и поликристаллический алмаз имеют гораздо большую твердость, чем карбид, при меньшем трении и высокой теплопроводности. Однако твердый сплав более твердый для прерывистых резов. Алмаз дорого стоит и вступает в реакцию с черными материалами.
Не существует универсально лучшего материала для пластин. Твердый сплав обеспечивает оптимальный баланс износостойкости и прочности на поперечный разрыв в самых разных областях применения - от черновой до чистовой обработки. Передовые сорта твердого сплава продолжают расширять границы эксплуатационных характеристик, которые соответствуют или превосходят экзотические материалы для режущего инструмента.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос: Какая марка твердого сплава подходит для обработки нержавеющей стали или других сплавов?
О: Для аустенитных или дуплексных нержавеющих сталей рассмотрите марки с покрытием со средним содержанием кобальта, например 10%. Избегайте сверхтонких марок, поскольку низкое содержание кобальта обеспечивает лучшую ударопрочность.
Вопрос: Как подобрать свойства твердосплавных покрытий к материалам заготовок?
О: Твердые покрытия, такие как TiAlN, выдерживают высокие температуры при обработке никелевых сплавов. Покрытия с низким коэффициентом трения помогают при обработке композитов и липких сплавов. Специализированные покрытия продолжают расширять совместимость обрабатываемых материалов.
Вопрос: В каких случаях используются геометрические формы измельченных и формованных чипбрекеров?
О: Шлифованные стружколомы позволяют получать точные профили кромок, но стоят дороже. Формованные геометрии легче производить массово путем прессования, но они менее точные. При правильном выборе оба варианта подходят.
В: Каковы рекомендуемые правила обращения со вставками?
О: Всегда надевайте перчатки при работе с продуктом, чтобы избежать попадания масла на кожу. Используйте подходящие коробки для вкладышей с разделенными отделениями, чтобы избежать контакта или повреждения краев при хранении. Отказывайтесь от обломанных или поврежденных вкладышей.
Вопрос: Когда следует использовать твердосплавные вставки в сравнении со сменными инструментами с твердосплавными наконечниками?
О: Пластины быстро индексируются на свежие режущие кромки. Сменные наконечники позволяют создавать нестандартные конфигурации хвостовиков. Выбор зависит от требуемой гибкости установки и возможности точного позиционирования пластин.
