Твердосплавные вставки без покрытия это режущие инструменты из цементированного карбида, на которые не наносятся дополнительные покрытия. Они используются для таких видов обработки, как точение, растачивание, обработка канавок и отрезка.
Обзор твердосплавных пластин без покрытия
Твердосплавные пластины без покрытия обеспечивают хорошую износостойкость и производительность обработки для многих областей применения. Они более экономичны по сравнению с твердосплавными пластинами с покрытием, но могут не обеспечивать такой же срок службы инструмента или производительность при очень сложных операциях резания.
Преимущества твердосплавных пластин без покрытия:
- Экономичнее, чем вставки с покрытием
- Достаточный срок службы инструмента и производительность резания для многих областей применения
- Выдерживает высокие скорости и температуры резки
- Хорошие универсальные пластины, пригодные для черновой и чистовой обработки
Недостатки твердосплавных пластин без покрытия:
- Не так износостойки, как пластины с покрытием, при очень тяжелых режимах обработки
- Может возникать износ кратера, разрушение кромок при непрерывной резке
- Ограниченная пригодность для легких глубин пропила менее 0,5 мм
Ключевые свойства:
- Изготовлен из цементированного карбида вольфрама/титана
- Твердость от 86 до 93,5 HRA (шкала Роквелла А)
- Выдерживают высокие температуры до 1000°C
- Жаропрочность, износостойкость
Твердый сплав без покрытия идеально подходит для прерывистых резов и средней и тяжелой обработки на низких скоростях, где требуется высокая прочность кромки. Для очень высокоскоростной обработки или чистовой обработки твердосплавные материалы с покрытием часто оказываются лучше.
Типы Твердосплавная вставка без покрытия Классы
Существует несколько марок твердого сплава без покрытия, используемых для изготовления пластин, которые классифицируются по составу материала и области применения:
| Класс | Описание | Основные свойства | Приложения |
|---|---|---|---|
| C1 - C5 | Прямые карбиды вольфрама | Прочность, ударопрочность | Прерванные черновые съемки |
| P10 - P50 | Смешанные/средние зерна | Баланс прочности и выносливости | Общая обработка |
| M10 - M40 | Мелкозернистые карбиды | Очень износостойкие, термостойкие | От отделки до полуотделки |
Размер зерна обычно уменьшается от марки C до M, в то время как твердость и износостойкость увеличиваются. Более мелкие зерна улучшают качество поверхности, но более склонны к сколам.
Стандартные градации ISO
Многие твердосплавные пластины без покрытия соответствуют стандартизированным по ISO классам в зависимости от состава и области применения:
| Класс ISO | Описание |
|---|---|
| ISO C720 | Для токарной обработки стали, средняя стойкость, прерывистое резание |
| ISO C750 | Для стали/чугуна, хорошая стойкость, большая глубина |
| ISO K10 | Высокая твердость/прочность для твердых материалов |
| ISO K20 | Очень высокая тепло- и износостойкость |
| ISO P10-P50 | Универсальные/общие марки обработки |
| ISO M10-M40 | Для отделочных работ, требующих хорошего качества поверхности |
Варианты геометрии твердосплавных вставок без покрытия
Твердосплавные пластины без покрытия имеют множество различных стандартных форм, размеров и геометрий для удовлетворения различных потребностей в обработке:
Вставка фигур:
- Треугольник - форма общего назначения, 3 режущих угла
- Квадрат - придает прочность, используется для тяжелых кормов.
- Круглые - используются для больших глубин, повышенной прочности
- Ромбическая - комбинация квадрата и треугольника
- Специальные фигуры - трапеция, параллелограмм, многоугольник и т.д.
Геометрии чипбрейков:
- Плоская поверхность - общая обработка, легкая отделка
- Рифленая поверхность - общая обработка, средняя глубина
- Чистящая поверхность - финишная резка, хорошая обработка поверхности
- Специальные стружколомы - Hi-feed, hi-speed, hi-positive и т.д.
Варианты радиуса носа:
- Острый - используется для подач менее 0,006 дюйма на оборот
- Умеренная скорость подачи - 0,008"-0,016"
- Большие радиусы - подача более 0,020 дюйма на оборот
Выбор оптимальной геометрии пластины очень важен для эффективного съема металла, долговечности инструмента и желаемой чистоты обработки деталей. Взаимосвязь между радиусом носовой части, подачей и скоростью резания должна быть сбалансирована.
Области применения и подходящие материалы
Твердый сплав без покрытия хорошо подходит для обработки более твердых материалов, таких как:
- Легированные стали, инструментальные стали
- Чугун и закаленный чугун
- Закаленные стали, до 45 HRC
- Суперсплавы на основе никеля и кобальта
- Титановые сплавы до Ti-6Al-4V
Марки твердого сплава и геометрия пластины должны соответствовать характеристикам твердости заготовки и желаемой чистоте поверхности.
Типичные детали, обработанные твердосплавным инструментом без покрытия:
- Валы
- Втулки, рукава
- Автомобильные запчасти
- Аэрокосмические компоненты
- Пресс-формы, штампы, оснастка
Материалы, не подходящие для твердого сплава без покрытия
- Цветные материалы, такие как алюминий - требуют специальной геометрии вставки и специальных марок твердого сплава для предотвращения износа вставки
- Твердая керамика/композиты - требуют применения особо износостойких пластин, таких как PCD или CBN
Технические характеристики твердосплавной вставки без покрытия
Твердосплавные пластины без покрытия имеют установленные спецификации, включающие размеры пластин, допуски, детали посадочной площадки и т.д. для обеспечения совместимости с держателями инструментов различных производителей.
Стандартные обозначения вставок
Вставки соответствуют стандартам ISO/ANSI/национальным стандартам для системы нумерации, указывающей форму, размер, допуск, детали отверстий и т.д. Некоторые примеры:
| Обозначение вставки | Значение |
|---|---|
| CNMG 432 | C = код формы, N = радиус носа, M = допуск, G = толщина, 432 = диаметр вписанной окружности |
| DNMX 11 04 08 - PM | Форма, размер ИС, толщина вставки, диаметр и расположение отверстий, специальные характеристики |
Стандартные допуски размеров
Классы допуска вставки определяют допустимые отклонения критических размеров, таких как толщина, диаметр/положение отверстия, плоскость посадки и т.д.
| Класс допуска | Допуск в мм |
|---|---|
| IT7 (точность) | До 0,013 мм |
| IT8 (высокая точность) | 0,018 мм - 0,036 мм |
| IT9 | 0,036 мм - 0,072 мм |
Более жесткие допуски улучшают посадку, улучшают характеристики, но увеличивают стоимость. Стандартный допуск IT9 обеспечивает приемлемую посадку для большинства применений.
Сравнительный анализ
Сравнение различных типов твердосплавных пластин без покрытия для токарной обработки стали:
| Параметр | C6 Микрозерно | C2 Среднее зерно | M35 Ultra-fine Grain |
|---|---|---|---|
| Состав | Смешанный MC+WC | 94% WC | Субмикронный WC+TiC+TaC+NbC |
| Твердость | 1600 HV | 1760 HV | 1830 HV |
| Жесткость | Очень высокий | Средний | Низкий |
| Прочность | Средний | Очень высокий | Средний |
| Теплопроводность | Низкий | Средний | Высокая |
| Срок службы инструмента | Длинный | Средний | Короткие |
| Износ вставки | Абразия | Чиппинг | Пластическая деформация |
| Финиш Достижимый | Средний | Средний и хороший | Очень хорошо |
| Уровень цен | Низкий | Экономичный | Высокая |
| Лучше всего подходит для | Прерванные разрезы | Общая обработка | Финишные разрезы |
Для токарной обработки стали среднезернистая марка C2 обеспечивает наилучший баланс между износостойкостью и вязкостью, например, стойкостью к сколам по линии кромки. Ультрамелкозернистая марка M35 обеспечивает превосходную чистовую обработку, но не обладает достаточной прочностью при прерывистом резании. С6 обладает достаточной прочностью, но не дает сравнимой чистоты обработки.
Поставщики твердосплавных вставок без покрытия
Все основные производители режущего инструмента предлагают пластины из твердого сплава без покрытия в своем ассортименте. Среди ведущих поставщиков твердосплавных пластин без покрытия можно назвать:
| Компания | Предлагаемые классы | Параметры стиля вставки | Предполагаемый диапазон цен |
|---|---|---|---|
| Sandvik Coromant | C2, C6, M35, P25, K20 | Треугольник, квадрат, круг, ромбик | $8 - $50 за вставку |
| Kennametal | KC850, KC925, K313 | Треугольник, квадрат, параллелограмм | $6 - $40 за вставку |
| WIDIA | CC650, CC625DV | Треугольник, круглый | $5 - $30 за вставку |
| Искар | IC8150, IC907, IC908 | Треугольник, квадрат, круг, ромбик | $10 - $60 за вставку |
| Kyocera Unimerco | CB20, CB30 | Треугольник, квадрат | $15 - $100 за вставку |
Цены сильно варьируются в зависимости от марки, размера и геометрических характеристик вставки. При оптовых заказах можно значительно сэкономить по сравнению с индивидуальными/мелкими заказами.
Твердосплавные вставки без покрытия и с покрытием
Твердосплавные вставки с покрытием используют дополнительную обработку, например, CVD/PVD покрытия TiN, TiCN, TiAlN, AlCrN для придания более высокой теплостойкости/износостойкости.
| Параметр | Твердый сплав без покрытия | Твердый сплав с покрытием |
|---|---|---|
| Состав базы | Карбид вольфрама/титана | То же, что и без покрытия |
| Технология нанесения покрытий | Без покрытия | CVD/PVD TiN, TiCN и т.д. |
| Толщина покрытия | NA | 3-5 мкм обычно |
| Твердость | 86 - 93,5 HRA | 92-96 HRA |
| Жесткость | Очень хорошо | Хороший |
| Термостойкость | До 1000°C | До 1100°C |
| Устойчивость к окислению | Средний | Очень хорошо |
| Срок службы инструмента | Короче | Длиннее |
| Стоимость | Нижний | Выше |
При очень высоких параметрах резания дополнительная теплозащита пластины с покрытием обеспечивает значительно больший срок службы инструмента. Однако твердый сплав без покрытия обладает достаточной износостойкостью для многих видов общей обработки при меньшей стоимости. Выбор зависит от материала заготовки, условий эксплуатации и требований к чистовой обработке.
Вопросы и ответы
Вопрос: Каков типичный диапазон твердости для твердосплавных вставок без покрытия?
О: Большинство марок, используемых для изготовления твердосплавных пластин без покрытия, имеют твердость в диапазоне от 1600 до 1900 единиц по Виккерсу, что соответствует ~86-93,5 единиц по шкале Роквелла А. Более мелкозернистые составы могут достигать более высоких уровней твердости, превышающих 2000 единиц по Виккерсу.
Вопрос: Как закрепляются твердосплавные пластины без покрытия в держателях инструментов?
О: Почти все вставки используют зажимную систему, закрепленную с помощью верхнего зажима или винта. Нижняя сторона вставки/ посадочная платформа соответствует тонкому углу и геометрии платформы кармана держателя инструмента. Правильная посадка обеспечивает стабильность, точность и безопасность вставки.
Вопрос: Могут ли твердосплавные вставки без покрытия эффективно обрабатывать алюминий?
О: Твердый сплав без покрытия может вступать в химическую реакцию с алюминием при высоких температурах резания, вызывая сильное наплавление алюминия/сварку и быстрое разрушение пластины. Необходимы пластины из алюминия со специальной геометрией и специальные марки/составы пластин.
В: Что приводит к растрескиванию или поломке вставок во время обработки?
О: Чрезмерные подачи/глубины, вызывающие большие силы резания, в сочетании с недостаточной вязкостью/прочностью на изгиб пластины для условий резания приводят к сколам или трещинам. Менее острая режущая кромка и повышенная подготовка кромки/хонингование улучшают вязкость кромки.
Вопрос: Сколько раз можно безопасно повторно использовать пластину путем индексации на свежую режущую кромку?
О: Геометрию пластин с 3 полезными углами, например CNMG/DNMG, часто можно индексировать не менее двух раз для повторного использования, если все кромки равномерно изношены и параметры резания остаются неизменными между циклами. При повторном использовании может возникнуть риск неравномерной нагрузки.
