Při obrábění kovů výběr materiálu stopkové frézy nejen určuje životnost nástroje a přesnost obrábění, ale také přímo ovlivňuje efektivitu výroby, zatížení stroje a kvalitu finálního produktu. Kobalt aKarbidjsou dvě nejběžněji používané jakosti stopkových fréz v průmyslové výrobě, které se výrazně liší tvrdostí, houževnatostí, tepelnou odolností a-efektivitou nákladů.
Co jsou kobaltové čelní frézy
Kobaltové čelní frézy jsou rychlořezná{0} ocel (HSS) s určitým procentem přidaného kobaltu (obvykle 5 % až 8 %). Mezi běžné druhy patří M35 (5% kobalt) a M42 (8% kobalt). Přídavek kobaltu upravuje mechanismus sekundárního kalení oceli a zpomaluje ztrátu tvrdosti při vysokoteplotním řezání.
Základní vlastnosti výkonu:
- Rovnováha tvrdosti a houževnatosti: Tvrdost podle Rockwella je asi 65~70 HRC, se silnou odolností proti nárazu.
- Dobrá tepelná odolnost: může udržovat ostrost asi 600 stupňů, čímž se prodlužuje doba řezání.
- Silná přizpůsobivost zpracování: může řezat nerezovou ocel, nástrojovou ocel, slitinu titanu a další houževnaté kovy.
- Vysoká nákladová výkonnost: výrobní náklady jsou nižší než u tvrdokovových nástrojů a náklady na jeden nástroj lze ušetřit o 30 %~50 %.
Běžné scénáře aplikací:
- Střední a nízká rychlost obrábění (řezná rychlost 20~40 m/min)
- Konstrukční ocel, legovaná ocel, díly z nerezové oceli
- Opravy nástrojů a zápustek a zkušební výroba jednoho-kusu
- Přerušené řezné podmínky, jako je drážkování a frézování do rohu
Co jsou karbidové čelní frézy
Karbidové čelní frézyjsou vyráběny práškovou metalurgií slinováním karbidu wolframu (WC) a kobaltu (Co). Karbid wolframu tvoří přibližně 88 % až 94 % materiálu, zatímco kobalt jako pojivo tvoří 6 % až 12 %. Mikrostruktura tvrdokovových nástrojů určuje jejich mimořádnou tvrdost a odolnost proti opotřebení.
Základní vlastnosti výkonu:
- Extrémně vysoká tvrdost: HRA 90+, dokáže udržet tvrdost nad 800 stupňů, vhodná pro vysokorychlostní -obrábění.
- Silná odolnost proti opotřebení: vykazuje extrémně nízkou míru opotřebení při-dlouhodobém nepřetržitém řezání.
- Dobrá rozměrová stabilita: nízký koeficient tepelné roztažnosti, zachování přesnosti zpracování.
- Kompatibilní povlaky: Běžné povlaky jako TiAlN a AlTiN mohou dále zlepšit životnost nástroje a řeznou rychlost.
Běžné scénáře aplikací:
- Vysokorychlostní obrábění (řezná rychlost 100~300 m/min)
- Hliníkové slitiny, kalená ocel, formovací ocel, velko{0}}sériová výroba
- Výroba přesných forem, zpracování leteckých dílů
- Prostředí s vysokou tuhostí obráběcího stroje a rychlostí vřetena
Karbid vs kobalt: Efekty povlaku
Povlak je důležitým prostředkem ke zlepšení výkonu nástroje. I když je substrát stejný, může rozumný povlak výrazně prodloužit životnost nástroje a zlepšit účinnost řezání.
Kobaltové řezné nástroje spoléhají na povlaky, aby nahradily jejich nedostatečnou tvrdost a odolnost proti opotřebení, takže při výběru povlaků je kladen větší důraz na „prodloužení životnosti nástroje“ a „snížení lepení nástroje“.
Karbidové nástrojesamy o sobě mají vysokou tvrdost a silnou odolnost proti opotřebení. Hlavním významem povlaku je zlepšit tepelnou odolnost a rozšířit bezpečnostní okno pro vysoké-řezání.
|
Typ povlaku |
Hlavní funkce |
Kobaltové čelní frézy |
Karbidové čelní frézy |
|
TiN (nitrid titanu) |
Zlepšete odolnost proti opotřebení a snižte tření |
Výrazně prodlužuje životnost o cca 50 %, vhodné pro středně a nízkorychlostní zpracování oceli a nerezu |
Životnost je omezená, hlavně se zlepšuje povrchová úprava |
|
TiCN (karbonitrid titanu) |
Zlepšete tvrdost a snižte riziko přilepení nože |
Efektivně se vypořádejte s legovanou ocelí-tvrdosti a zpomalte opotřebení nástroje |
Zlepšuje odolnost proti opotřebení při-rychlostním obrábění, ale jeho tepelná odolnost není tak dobrá jako u TiAlN |
|
TiAlN / AlTiN |
Vysoká teplotní odolnost proti oxidaci, vhodné pro suché řezání |
Vylepšená tepelná odolnost umožňující mírné zvýšení řezné rychlosti |
Výrazně prodlužte životnost kotouče 2–3krát při vysokorychlostním řezání-a snižte riziko odštípnutí ostří |
|
DLC (diamant-jako uhlík) |
Ultra-nízké tření, zabraňte přilepení |
Při zpracování tvárných kovů (hliník, měď) má zjevné chladivé a protilepivé účinky |
Vynikající výkon při vysokorychlostním{0}}řezání neželezných-kovů, zachování ostrosti po delší dobu |
Karbid vs kobalt: Řezný výkon
Vysokorychlostní-obrábění
Zatímco frézy z kobaltové oceli mají dobrou tepelnou odolnost, jejich tvrdost je nedostatečná k udržení dlouhodobého řezání při extrémně vysokých rychlostech. Během trvalého vysokorychlostního provozu je fréza citlivá na tepelné změkčení a zrychlené opotřebení, takže je vhodnější pro stabilní řezné podmínky při středních až nízkých rychlostech.
Naproti tomu tvrdokovové frézy mají vysokou tvrdost a vysokou tepelnou odolnost a mohou si udržet ostrost při vysokých rychlostech 100~300 m/min. V kombinaci s vysoce-obráběcími stroji mohou výrazně zlepšit efektivitu zpracování a kvalitu povrchu.
Přerušené řezání
Při přerušovaném řezání jsou nástroje často vystaveny rázovému zatížení. Frézy z kobaltové oceli jsou vhodné pro aplikace s přerušovaným kontaktem, jako je drážkování a frézování do rohu, díky své vysoké houževnatosti, silné rázové houževnatosti a odolnosti proti vylamování.
Tvrdokovové frézy jsou křehčí a jsou náchylné k mikrotrhlinám nebo vylamování při přerušovaném řezání, zejména při velké hloubce řezu nebo nedostatečné tuhosti upnutí. Proto jsou v takových pracovních podmínkách obvykle preferovány nástroje z kobaltové oceli.
Suché řezání
V nepřítomnosti chladicí kapaliny urychlí frézy z kobaltové oceli otupení vlivem třecího tepla, čímž se výrazně zkrátí jejich životnost. Obvykle jsou vhodné pouze pro nízké-rychlosti nebo krátkodobé-řezání za sucha.
Když jsou tvrdokovové frézy kombinovány s tepelně -odolnými povlaky (jako jsou TiAlN a AlTiN), mohou účinně bránit oxidačnímu opotřebení během vysokorychlostního obrábění za sucha a udržovat ostrost řezné hrany, díky čemuž jsou vhodné pro scénáře, kde je třeba omezit použití chladicí kapaliny.
Mokré řezání
Chlazení a mazání výrazně zlepšují výkon obou nástrojů. Frézy z kobaltové oceli mohou snížit teplotu řezání, zpomalit opotřebení a zlepšit kvalitu řezného povrchu během mokrého řezání, díky čemuž jsou zvláště vhodné pro středně a nízkorychlostní obrábění.
Tvrdokovové frézy také výrazně těží z mokrého řezání. Při zpracování oceli s vysokou{1}}tvrdostí nebo neželezných kovů- může chladicí kapalina snížit riziko tepelných trhlin a zlepšit rozměrovou stabilitu a celkovou životnost nástroje.
Kobaltové vs. karbidové čelní frézy
|
VS |
Kobaltové čelní frézy |
Karbidové čelní frézy |
|
Struktura substrátu |
Rychlořezná ocel + kobalt |
Karbid wolframu + kobalt |
|
tvrdost |
HRC 65~70 |
HRA 90+ |
|
houževnatost |
Vysoká, není snadné čipovat |
Nízká, křehká |
|
Tepelná odolnost |
Vysoká, vydrží 600 stupňů |
Extrémně vysoká, vydrží 800 stupňů + |
|
řezná rychlost |
Střední až nízká rychlost (20-40 m/min) |
Vysoká rychlost (100~300 m/min) |
|
odolnost proti opotřebení |
střední |
Velmi vysoká |
|
Závislost na povlaku |
vysoký |
střední |
|
náklady |
Spodní |
Vyšší |
|
Použitelné obráběcí stroje |
Obráběcí stroje s nízkou a střední tuhostí |
Vysoká tuhost, vysokorychlostní obráběcí stroje |
|
Typické aplikace |
Přerušované řezání, malosériové zpracování |
Vysoká{0}}rychlost řezání,-velké{1}}přesné obrábění |
Konec článku
V moderním obrábění se kobalt a karbid spíše doplňují, než aby se nahrazovaly. Nástroje z kobaltové oceli se svou houževnatostí a nákladovou-efektivitou vynikají v malých- až středních-objemových a přerušovaných řezech. Karbidové nástroje se svou vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení jsou nenahraditelné ve vysokorychlostní hromadné výrobě-.
Ačkoli má karbid vysokou jednotkovou cenu, jednotkové náklady na součást lze snížit snížením frekvence výměn nástrojů a zkrácením doby zpracování a životnost může obvykle dosáhnout 2 až 5násobku životnosti kobaltu.
WAT TOOL- Poskytuje vám výběr nástrojů, optimalizaci procesu řezání a plnou{1}}technickou podporu procesu, díky čemuž je každý řez přesný a efektivní.Kontaktujte naše inženýrypomoci vaší výrobní lince dosáhnout vyšší hodnoty.