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具有不一样物理功(如高导热和低熔点高速钢、高熔点和低陶瓷、高导热和低金刚石等)所加工工件资料有所不一样。加工导热性差工件时,选导热性,以使切削热可敏捷传而切削温度。金刚石导热系数为硬质合金5~9倍,为铜2~6倍,因为导热系数及热分散率高,切削热简单散,故切削有些温度低。
金刚石热系数比硬质合金小几倍,约为高速钢1/10,因而金刚石不会发作很大热变形,这对尺度精度需求很高精细加工来说尤为重要。立方氮化硼导热性虽不及金刚石,但却大大高于高速钢和硬质合金。随切削温度进步,CBN导热系数逐步添加,可使尖处切削温度,削减分散磨损并有利于高速精加工时加工精度进步。
CBN耐热性可到达1400~1500℃,比金刚石耐热性(700~800℃)简直高一倍。因为高速切削所选切削速度比惯例切削时高几倍乃至几倍,切削温度很高,因而高速切削失效首要取决于资料热功(包含熔点、耐热性、抗氧化性、高温力学功、抗热冲击功等)。
高速干切削、高速硬切削和高速加工黑色金属高切削速度首要受限于资料耐热性,因而需求资料熔点高、导热性好、氧化温度高、耐热性好、抗热冲击性强。在高速切削低导热性及高硬度资料(如钛合金、耐热镍基合金、高硬度合金钢等)时,易构成锯齿状切屑,而高速铣削中则会发作厚度改变断续切屑,它们都会招致内热力发作高周期改变,然后加快磨损。
高硬度工件资料有必要更高硬度来加工,如立方氮化硼和陶瓷能担任淬硬钢(45~65HRC)、轴承钢(60~62HRC)、高速钢(HRC62)、工具钢(57~60HRC)和冷硬铸铁等资料精车加工,并可完成以车磨。此外,资料硬度越高,其耐磨性就越好。
具有高温力学功独特高速切削加工。高速切削选切削速度比惯例切削高几倍乃至几倍,因而切削温度很高。为此,高速切削时需求资料不只要有杰室温力学功,还具有高温力学功,且其高温力学功比室温力学功更为重要。虽然陶瓷室温强度较低,但当温度升高时,其抗弯强度很少。
如切削温度达1000℃左右时,其抗弯强度值仅比室温时略低。陶瓷高温功使其适于高速切削,答切削速度比硬质合金高2~10倍。高温高硬度Sialon陶瓷也可作为高温切削。硬质合金在温度高于500℃时因粘结相而硬度急剧,所以不适于作高温切削。
Wayne等人对Al2OAl2O3/TiC和Al2O3/TiB2等陶瓷磨料磨损特性进行了实验,成果标明:陶瓷资料硬度、开裂耐性等力学功与其磨损特性联系式能定性反映资料磨损与其力学功联系,但理论计算成果与实践测量值有必定差异,首要缘由是没有思考陶瓷资料微观布局影响。
决议硬脆(如硬质合金和陶瓷)磨损首要因素是其力学功。Evans等人研讨标明,硬脆资料固有脆性是招致其磨损首要缘由。因而,他树立了陶瓷资料硬度、开裂耐性等力学功与其磨损特性联系式。切削与加工目标物理功匹切削与加工目标物理功匹首要是指与工件资料熔点、性模量、导热系数、热系数、抗热冲击功等物理功参数彼此匹。
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Si3N4基陶瓷高速切削铸铁时首要发作磨料磨损,而高速切削碳钢时首要发作化学磨损。Si3N4陶瓷切削AISI1045钢时磨损比切削灰铸铁时高得多。切削铸铁时工件与之间Fe、Si等元素彼此分散效果要比切削钢件时小得多。因为Si3NFe之间存在较大化学亲和力以及Si和Fe之间彼此分散,因而Si3N4不适于高速切削纯铁和碳钢等资料,因为高速切削时发作高温会大大加重Si3N4与此类工件间化学效果及元素分散,招致Si3N4磨损加重。
因而,在加工钢时,Si3N4陶瓷磨损首要与和工件间化学效果有关。金刚石于加工非金属资料、有色金属及其合金。在切削有色金属时,PCD寿数是硬质合金几倍乃至几百倍。在加工含硅量较高(10%以上)铝合金时,金刚石耐度是硬质合金10~50倍。
金刚石热性比拟差,切削温度到达800℃时就会失掉其硬度;金刚石不于加工钢铁类资料,因为金刚石与铁族元素之间有很强化学亲合力,在高温下铁子简单与碳子彼此效果使其转化为石墨布局,很容易损坏。立方氮化硼硬度仅次于金刚石,而且具有很高热性,可接受1200℃以上切削温度。
其大长处是在高温下(1200~1300℃)不会与铁族金属发作化学反。CBN化学慵懒大,在中性、复性气体介质中对酸和碱具有很高化学性,与铁族元素在1200~1300℃时也不起化学效果。研讨标明:CBN与资料粘结和分散效果比硬质合金小得多。
CBN具有很高抗氧化才能,在1000℃时也不会发作氧化表象。因为CBN具有超硬特性、高热性、高化学性而招致广泛。在高速切削铸铁件时,可运CBN。但铸件金相安排对CBN选有必定影响,在以大于500m/min切削速度加工以珠光体为主铸件时,可运CBN;当铸件以铁素体为主时,因为分散磨损缘由,不宜运CBN,而选陶瓷加工。
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