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钛金属加工的铣刀介绍

作者:发布时间:2012-10-17

在我们生活的很多场合都会遇到钛金属。在医药领域,钛金属对于关节和牙移植来说已经变得不可或缺;在航空领域,承载的部件均由钛金属制成。钛合金具有与钢材一样的强度,但是重量却只是钢材的一半,并且具有极好的弹性,在低温下也不会变脆。但是,在进行切削作业时,钛合金却会显露某些缺陷,会导致加工和刀具成本增加。 


钛合金是一种导热性非常差的导体,与钢材相比,它的系数为10。在切削过程中,加工所产生的热量有75%会传导到刀具上,而不会随切屑被排走。为了解决这一问题,人们需要采用一种高度耐热的硬金属材料,并在加工过程中采取有效的冷却措施。这样做就会导致使用大量的冷却剂,最好是在高压的条件下通过主轴直接进入到切削面上。因此,针对钛合金切削作业,带有内部冷却的承载型刀具便成为一种首选的产品。

 

钛合金的这种较差的热传导特性引起的另一个结果是在切削刀具上产生高温。它会产生化学反应,如刀刃表面的氧化和扩散。

 

通过大量的冷变形,钛金属会趋向于很强的硬化,其抗拉强度会加大三倍,而破断力可最大减少90% 。硬化的倾向会使切削流程遇到明显的阻力:切削边缘易发生破碎或切削材料受损。通过锋利的刀刃可以降低切削力,从而可以达到一定的补偿作用,但是,这种措施不能过度,否则刀刃会变得太过脆弱。

 

许多用于航空航天工业的部件都是经过锻造的钛合金件。这些部件的表面硬度并不均匀,因此对于转位刀片来说,负荷程度都是不可预知的。Ceratizit带有一种称为Hyper-Coat的特别耐高温的涂层复合材料,可以很好地解决这个问题。其背后还隐藏着一种ISO P级和M35级的硬金属材料和一种专门针对这种运用场合的涂层。这种新型的硬金属被称之为CTP5240。

 

这种材料是一种耐热性很高的中等颗粒硬金属材料,它结合了高耐磨性、足够的柔韧性和极高的耐热性等特点于一身。涂层使工件材料诸如氧化合扩散等的化学反应趋势明显减弱,它拥有极好的摩擦特性,受热稳定,硬度高。

 

同时,这种涂层还会产生一种有效的热保护层,在较高的切削速度下,它可以保护硬金属材料避免过早的磨损。另外,还对涂层材料经过了特殊的表面处理,它可以达到极光滑的切削表面,由此在切削过程中可极大降低摩擦系数。

 

在CTP5240型刀片的外形上,Ceratizit公司实现了一种高锋利的设计。这种几何外形允许在低切削力和低切削压力的情况下达到良好的切削效果。因此,加工温度可以长时间地保持在200~250℃之间。刀片的其他特点是其还具有良好的切削形状和有效的切屑排流。通过良好的切削形状,这种几何外形有助于高效的排屑,这是因为切屑量总是被保持在很低的水平。由于几何外形和材料品种很好地结合在一起,在粗加工时即可达到120m/min的切削速度、0.12mm的进刀量和6mm的轴向切削深度。


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