Czy frez z włókna węglowego może być używany do obróbki stali nierdzewnej?

W ostatnich latach kompozyty wzmocnione włóknem węglowym były preferowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i innych dziedzinach ze względu na ich lekkie i wysokie właściwości wytrzymałościowe, a włókno węglowe zostało również zbadane do zastosowania w produkcji narzędzi skrawających.Więc, może & nbsp; frez z włókna węglowego & nbsp; obróbka stali nierdzewnej? Poniższy artykuł redakcyjny Zhongye Da zabierze Cię do zbadania go!

W dziedzinie obróbki metali stal nierdzewna jest szeroko stosowana ze względu na doskonałą odporność na korozję, wytrzymałość i wytrzymałość, ale jest również klasyfikowany jako typowy materiał trudny do obróbki ze względu na jego tendencję do utwardzania w pracy, wysoki współczynnik tarcia i łatwą do lepkości charakterystykę noża.Tradycyjny frez węglikowy do obróbki stali nierdzewnej, często w obliczu szybkiego zużycia narzędzia tnącego, niskiej wydajności obróbki, złej jakości powierzchni przedmiotu obrabianego i innych problemów.

Przede wszystkim musimy wyjaśnić jedną rzecz: zwykle to, co nazywamy frezem z włókna węglowego, nie oznacza, że całe narzędzie składa się z czystego włókna węglowego. ale odnosi się do zastosowania materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem węglowym jako matrycy lub powłoki narzędzia tnącego, Lub włókno węglowe i inne materiały (takie jak ceramika, metal) połączone w celu wykorzystania niektórych cech włókna węglowego w celu zwiększenia wydajności narzędzia.Samo czyste włókno węglowe jest tak kruche, że niepraktyczne jest używanie go bezpośrednio jako krawędzi tnącej.

Teoretycznie, gdyby możliwe było stworzenie krawędzi tnących na bazie kompozytów z włókna węglowego o wystarczającej twardości i odporności na zużycie, a następnie wykorzystanie ich małej gęstości, Wysoka sztywność i prawdopodobnie niski współczynnik tarcia mogą oferować pewne zalety podczas obróbki stali nierdzewnej.Na przykład niższa gęstość oznacza mniejszą siłę odśrodkową na narzędziu tnącym, co jest dobre dla obróbki z dużą prędkością; wysoka sztywność pomaga zmniejszyć wibracje i poprawić stabilność obróbki; a jeśli można osiągnąć niskie tarcie na powierzchni, może to zmniejszyć wiązanie wiórów i poprawić usuwanie wiórów.

Jednakże, Zastosowanie & nbsp; frez z włókna węglowego & nbsp; do obróbki stali nierdzewnej, stoi przed dużymi wyzwaniami.

A, niewystarczająca twardość i odporność na zużycie:

Stal nierdzewna ma znaczące zjawisko utwardzania w pracy, wysoka temperatura w obszarze cięcia, co wymaga wyjątkowo wysokiej twardości i odporności na zużycie narzędzia tnącego.Obecne główne materiały narzędzi skrawających do obróbki stali nierdzewnej, takie jak węglik spiekany zawierający kobalt, PCD (polikrystaliczna powłoka diamentowa), PCBN (polikrystaliczny sześcienny azotek boru) itp., Są wyposażone w wyjątkowo wysoką twardość. Kompozyty z włókna węglowego, zwłaszcza te bez specjalnej obróbki, mają znacznie niższą twardość niż te materiały.W środowisku o dużej prędkości, wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, narzędzia tnące z włókna węglowego są bardzo łatwe do noszenia, odpryskiwania lub nawet łamane.

B, słaba stabilność w wysokiej temperaturze:

Cięcie stali nierdzewnej generuje ogromne ciepło, narzędzia tnące muszą wytrzymać wysokie temperatury bez zmiękczania i utleniania.Włókno węglowe i jego materiały kompozytowe w wysokich temperaturach będą gwałtownym spadkiem wydajności, na ogół można je stosować tylko w niższych temperaturach. Przetwarzanie stali nierdzewnej generowanej przez wysoką temperaturę prawdopodobnie przekroczy granicę tolerancji włókna węglowego, powodując awarię narzędzia tnącego.

C, problemy z kompatybilnością chemiczną i wiązaniem:

Chociaż samo włókno węglowe jest stabilne chemicznie, ale w procesie cięcia, wysoka temperatura i wysokie ciśnienie mogą wystąpić między narzędziem tnącym a złożonymi efektami fizykochemicznymi materiału obrabianego. Przyczepność stali nierdzewnej jest silna, narzędzie tnące z włókna węglowego może skutecznie oprzeć się zjawisku "lepkiego noża", nie zostało jeszcze zweryfikowane.Jeśli wiązanie jest poważne, ale zaostrzy zużycie narzędzia tnącego i pogorszenie powierzchni.

D, proces produkcji jest złożony i kosztowny:

Aby stworzyć oba narzędzia tnące mogą wytrzymać siły cięcia, wysoka temperatura, wysoka twardość, ale zawiera również narzędzie kompozytowe wzmocnione włóknem węglowym, jego proces produkcyjny będzie niezwykle złożony, Koszt będzie bardzo wysoki.Dojrzałe, opłacalne narzędzia do cięcia włókna węglowego dostępne obecnie na rynku są stosowane głównie w obszarach obróbki niemetalicznej (np. Kompozytów, drewna).

Podsumowując, chociaż materiał z włókna węglowego ma wiele doskonałych właściwości, jego obecne zastosowanie w produkcji frezów bezpośrednio do obróbki stali nierdzewnej jest technicznie napotykane na podstawowe przeszkody, takie jak niewystarczająca twardość i odporność na zużycie oraz słaba stabilność w wysokich temperaturach.Istniejące eksperymenty lub przypadki zastosowania są bardzo ograniczone i trudno jest konkurować z dojrzałym węglikiem, PCBN i innymi materiałami narzędzi skrawających w obróbce skrawaniem wydajności i kosztów stali nierdzewnej.

Dlatego na tym etapie nie zaleca się używania & nbsp; frez z włókna węglowego & nbsp; w konwencjonalnym sensie do obróbki stali nierdzewnej.Do obróbki stali nierdzewnej wybór odpowiedniego gatunku węglika, użycie narzędzi PCBN lub optymalizacja parametrów cięcia są nadal bardziej niezawodnymi i opłacanymi rozwiązaniami.