如何选择刀具切削加工淬火硬钢
一、淬火钢的定义及加工特点
淬火钢是指钢件经过热处理后获得马氏体组织,其硬度(大于HRC50) 高,强度也高,几乎没有塑性的一类钢件。
淬火钢的切削加工特点:(1)硬度高、强度高,塑性接近0;(2)切削力大、切削温度高;(3)不易产生积屑瘤;(4)导热系数低。
由于淬火钢具有良好的使用性能,广泛应用于交通行业,风电行业,机床行业,模具行业等领域,典型零部件有齿轮,齿轮轴,轴承,滚珠丝杠,同步器,模具等。
二、淬火钢的热处理工艺
淬火钢之所以具有良好的使用性能,热处理是不可避免的工序,淬火钢常见的热处理工艺包括退火,淬火,回火。退火是在在切削加工之前,目的是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力。淬火、回火是一起的,淬火后直接回火,在精加工之前进行,淬火的目的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好准备等。回火的目的主要是:消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。
经过热处理之后,工件的硬度一般在HRC45以上,有的甚至达到HRC60以上,不同的工件,工作性质不同,故热处理后的硬度也不同,如汽车变速箱齿轮热处理后的硬度一般在HRC58-63之间,回转支承轴承热处理后的硬度在HRC47-55之间,滚珠丝杠热处理后的硬度一般在HRC60-62之间。
三、淬火钢的机械加工工艺
淬火钢经过热处理之后需精加工,保证图纸要求尺寸和表面粗糙度,但热处理后的淬火钢件硬度高难加工,部分工件属于断续切削或表面精度要求高,常采用磨削方式来提高工件精度,下面就简单介绍几种淬火钢的机械加工工艺。
齿轮的加工工艺:下料—锻造—正火—粗车—调质热处理(淬火+高温回火)—精车—齿面磨削加工--检验入库。
滚珠丝杠的加工工艺:下料—锻造—退火—切削加工—热处理—磨削加工—检验入库。
汽车半轴的加工工艺:下料—锻造—正火—车削加工—拉花键—热处理—磨削加工。
从加工工艺来看,以上几种淬火钢件均需要磨削加工来保证图纸要求,齿轮是由于属于断续切削,车刀无法加工;而滚珠丝杠和汽车半轴就属于表面精度高,采用磨削方式来达到表面光洁度。
四、采用以车代磨工艺切削加工淬火钢
随着切削技术的不断发展,刀具行业依次研制出涂层硬质合金刀具,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具,车削代替磨削做为最终加工工序,实现以车代磨工艺。下面就简单介绍一下这三种刀具的性能。
涂层硬质合金刀具:是在韧性较好的硬质合金刀具上电镀一层耐磨材料,比未涂层的硬质合金刀具性能硬度高,耐磨性好,但涂层的厚度一般在2~18μm,耐磨层较薄,长时间的加工致使耐磨层磨损,耐磨层磨损完之后的加工性能和未涂层的硬质合金刀具无异;或者遇到断续时涂层硬质合金刀具刃口崩裂,导致磨损加剧,换刀频繁,影响加工效率,增加刀具成本。
陶瓷刀具:与涂层刀具相比性能较好,但脆性大是众所周知的缺点,不能断续切削和大余量车削,适合精加工硬度HRC45-55之间的淬硬钢件。
立方氮化硼刀具:由于硬度仅次于金刚石刀具,和金刚石刀具统称为超硬刀具。除了硬度高之外,耐磨性好,但和陶瓷刀具的缺点一样脆性大是不争的事实。我国刀具行业通过不断的努力和研究,研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀具,解决了立方氮化硼刀具只能用于精加工工序的问题。
我国针对淬火钢不同工件的不同性能,和涂层硬质合金,陶瓷刀具加工淬硬钢时出现的问题,研制出相对应的刀具材质。
下面就简单介绍一下我国切削加工淬火钢的刀具材质及切削参数。
四、我国刀具切削加工淬火钢的刀具材质及切削参数
(1)我国刀具切削加工齿轮钢的刀具材质及切削参数
在加工齿轮钢时常出现两种工况:连续切削和断续切削,我国针对两种工况研制出BN-H11材质,BN-H20材质和BN-S20材质。加工方案如下:
连续切削:选择BN-H11材质(如下图),属于焊接式立方氮化硼刀具,吃刀深度控制在0.3mm以内。切削参数:ap≤1mm,Fr=0.05-0.35mm/r,Vc=60-250m/min。
断续切削:选择BN-H20材质(刀片图样和BN-H11材质相同),属于焊接式立方氮化硼刀具,耐磨损性和耐崩损性强,吃刀深度控制在0.3mm以内。切削参数:ap≤1mm,Fr=0.05-0.35mm/r,Vc=60-250m/min。
还有一种断续切削属于大余量车削,由于大型工件热处理后的变形量大,加工余量≥2mm,并且属于强断续切削,此类情况选择我国研制的BN-S20材质,此牌号属于整体式立方氮化硼刀具,吃刀深度无上限,可吃满整个刀片。
下面简单介绍一下我国立方氮化硼刀具加工齿轮钢的案例:
(2)我国研制的刀具加工轴承钢的案例
轴承钢可以说是无处不在,不同的轴承使用性能不同,故轴承钢的材质也不同,我国针对轴承钢的不同工件研制出不同的刀具材质,分别有BN-S200材质和BN-H11材质。其中BN-S200材质属于整体式立方氮化硼刀具,BN-H11材质属于焊接式立方氮化硼刀具,刀片图样如下图:
以上两种刀具材质均属于精加工工序,切削参数为:ap≤1mm,Fr=0.05-0.35mm/r,Vc=60-250m/min。如精加工轴承钢时余量≥2mm,选择我国刀具BN-S20材质。
五、总结
随着现代技术的不断发展,越来越多的淬火钢件出现在机械加工车间,机械制造商一直在寻找高效率低成本的车削刀具,这对于刀具行业来说,只有不断研发出高性能高质量的刀具材料或刀具材质,才能占领刀具市场,并进一步推动中国制造业的发展。
所谓淬火钢,就是热处理后的钢件材质,一般经过热处理后硬度在HRC50以上,属于加工中的高硬度材料之一。
目前,可切削加工淬火钢的刀具有硬质合金刀具、陶瓷刀具、CBN刀具三种。
硬质合金刀具:硬质合金刀具是目前市面上最为常见的刀具,如果单件偶尔性生产淬火钢工件,可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工,同时注意淬火钢硬度HRC45以下使用。
陶瓷刀具:陶瓷刀具使用时车削速度可比硬质合金提高2~5倍,适合高硬度材料加工、精加工以及高速加工。对于硬度在HRC45-55度的淬火钢精车可以选用陶瓷刀具,但要注意尽量避免断续切削。
CBN刀具:CBN刀具是目前加工淬火钢的理想切削刀具,CBN的硬度和耐磨性仅次于金刚石,有极好的高温硬度,与陶瓷刀具相比,冲击强度和抗破碎性能较好。它广泛适用于淬火钢(HRC55以上)切削加工。
如使用CBN刀具连续精车齿轮内孔,工件材质为20CrMnTi,硬度为HRC58~62,采用BTS6000牌号、CNGA1204型号CBN刀片,切削参数为:Vc=120-160m /min,ap=0.15-0.3mm,f=0.05-0.15mm/r。较某品牌硬质合金刀片,刀具寿命提高6倍,加工效率提高3倍。
淬火硬料用什么车刀(高硬度高耐磨刀头),车加工淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)用什么车刀,解决普通刀具不耐磨、易崩刀(崩刃、掰刀、掉刀头)的问题,选用立方氮化硼超硬车刀——KBN700,KBN150和KBN200牌号,分别用于淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)的粗加工和精加工,能有效提高加工效率,节约生产时间,减少生产成本。该车刀还可镗加工调质钢、氮化钢、渗碳钢(热后加工,热后硬车),模具钢(淬火后,调制后加工)等高硬度淬火件,硬度值在HRC45以上(HRC58,HRC60,HRC62,HRC65等)的淬火硬料。
淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后的钢材)车加工时,由于硬度高、强度高、几乎没有塑性,当硬度达到HRC50-65时,属于难加工材料;切削力大、切削温度高,刀刃易崩碎、磨损。
车加工淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)用什么车刀型号,
精车刀片型号有:CNGA120408,CNGA120404,WNGA080404,CCGW09T304,TNGA160408等,配备通用数控机夹刀杆;粗车刀片KBN700的常用车刀型号有:RCMX120700,RCMX120800,SNMN090404,SNMN090408,SNMN120712,SNMN120708,SNMN150716,SNMN150712。可用于淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)车外圆、车内孔
粗车刀片为整体不带孔CBN刀片,需配备专用装夹刀杆,常用刀方尺寸有:20*20,25*25,30*30,35*35,40*40。
车加工淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)用多大的转速和进给量,吃刀量设定多少合适,刀具车加工淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)的切削参数推荐:
车加工淬火件(淬火料,淬火硬料,热处理后钢材)的实际案例:
(1)KBN700牌号PCBN刀片车加工淬火件
(2)KBN200牌号PCBN刀片车加工淬火件
(3)KBN150牌号PCBN刀片车加工淬火件
淬火钢也就是淬火后的钢件,硬度一般都在HRC45以上,如齿轮钢20CrMnTi渗碳淬火后硬度HRC58-62之间,轴承钢GCr15淬火后硬度HRC60-62之间,模具钢H13淬火后硬度HRC65,还有其他,如42CrMo,20Cr等硬度都很高,目前加工淬火钢的刀具有涂层硬质合金刀具,陶瓷刀具和CBN刀具。
对于硬度在HRC45以下渗碳淬火钢件,低成本的涂层硬质合金可实现低速车削,价格还比较便宜。
对于硬度在HRC45以上渗碳淬火钢件,大批量生产时用陶瓷刀具和CBN刀具更经济。
加工渗碳淬火钢时,陶瓷刀具和CBN刀具可以同时选择,因此进行成本效益和加工质量分析非常必要,以确定哪一种材料更经济。陶瓷刀具脆性大,主要用于连续加工,CBN刀具BN-H05同样也可以连续加工,因此客户可进行分析对比,确定哪个更经济就选择哪个。
但断续加工渗碳淬火钢时,就不建议用陶瓷刀具,脆性大遇到断续易崩刀,此时选择CBN刀具比较好,轻微断续用BN-H10CBN刀具,强断续加工用BN-H21CBN刀具,如大型渗碳淬火钢淬火后变形量大于1mm,且切削余量不均匀的情况下,用BN-H200CBN刀具,如果渗碳淬火钢件余量大于2mm及以上余量,则用BN-S20CBN刀具,大余量切削不崩刀更耐磨。
45钢淬火后硬度在HRC40以上,在200摄氏度使用,硬度是否能够降低?
你好,200度对碳钢来说,只是一个预热温度,硬度40度在此范围内使用硬度不会降低。
40Cr一般调质硬度是多少
40Cr调质以后的硬度在HRC32-36之间,也就是说大概HB301-340之间。
这种钢经调质后用于zi制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件,如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等,经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件,如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等。
扩展资料:
40Cr是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。
40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间,也就是说大概HB301-340之间.
40Cr—830-860℃油淬—>55HRC
150℃回火—55HRC
200℃回火—53HRC
300℃回火—51HRC
400℃回火—43HRC
500℃回火—34HRC
550℃回火—32HRC
600℃回火—28HRC
650℃回火—24HRC
40Cr特性:
中碳调质钢,冷镦模具钢。该钢价格适中,加工容易,经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。正火可促进组织球化,改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在温度550~570℃进行回火,该钢具有最佳的综合力学性能。该钢的淬透性高于45钢,适合于高频淬火,火焰淬火等表面硬化处理等。
40Cr用途:
这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件,如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等;经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件,如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等;经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等;经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件,如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。此外,这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件,如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。
40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间,也就是说大概HB301-340之间. 40Cr—830-860℃油淬—>55HRC 150℃回火—55HRC 200℃回火—53HRC 300℃回火—51HRC...
40rc一般硬度是在二十八度到三十度左右
经渗碳淬火的工件表面硬度在40~48HRC,往深层磨0.5~1mm后,硬度又达到52HRC以上是怎么造成的?
渗碳淬火工艺是这样,刚渗碳好表面会有氧化层,氧化层硬度比较低。如果工件要求表面硬度40-48HRC,然而却测出52HRC,这说明淬火不合格。
一般工件做渗碳淬火工艺都会要求表面硬度和芯部硬度。
你的材料是什么材质的,我们单位的一般是17CrNiMo6 或者 20CrMnMo 20CrNi2Mo 淬火完以后入油温度以及淬火出炉在空气中暴露的时间,通俗点的话就是表面脱碳
脱碳达0.5---1MM?一般由表及里硬度是降低的,表层很浅的地方,硬度略有降低.
材料是否是渗碳钢?如果是渗碳钢应该不会这样的。
文章标题: 如何评价16世纪可以通过淬火制造硬度HRC40以上的超厚板甲
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/163131.html