什么情况下使用硬面材料修复工件及硬面加工刀具的选择
一、什么情况下使用硬面材料修复工件
(1)冲击磨损:冲击负荷的大小和材料的耐冲击性决定磨损的大小。就如外来物体高速集中零件表面,对脆性材料引起被击处局部或全部脆裂破损,继而碎片脱落。如矿山行业中常见的破碎机零部件,常用来粉碎石头或其他坚硬物质,对轧臼壁的冲击较大,从而采用硬面材料及硬面修复工艺,来提高破碎机轧臼壁的抗冲击性能。
(2)磨粒磨损:外来磨粒(或块状)在负荷下对金属表面磨削磨损称之为二体磨粒磨损,如果是两个金属面之间夹有磨粒则称三体磨粒磨损,磨粒的负荷状态,大小,形状以及磨粒和金属表面的硬度比值决定磨粒磨损之大小。如轧辊就是采用利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材,根据用户的要求不同,碾压材料的不同,形状的不同,对轧辊的性能要求也不同。目前很多轧辊企业都采用硬面材料来提高工件的表面性能,以便于获得良好的轧辊使用寿命。
(3)冲蚀侵蚀磨损:液流或气流中流载的微小磨粒对金属表面冲刷引起切削磨损称之为冲蚀,磨粒的含量,磨粒的大小和型号组那个,磨粒和金属表面的硬度比值以及冲刷角的大小,决定冲蚀磨损量的大小,典型零部件就是泵零部件叶轮。叶轮作为泵的主要零部件之一,决定泵的使用寿命,故很多企业采用硬面材料修复工件。
二、硬面修复工艺及修复后的工件如何选择刀具加工
目前常见的硬面修复工艺包括:激光熔覆工艺,堆焊工艺,喷焊工艺,热喷涂喷焊工艺。以上表明在购买硬面材料时,都会表明应使用什么硬面工艺以及施焊前后的化学成份。并且根据不同的工件选择不同的修复工艺。
硬面修复工艺的广泛应用不仅使企业降低了成本及利润,而且不影响整体的生产进度。如轧辊,尤其是冷轧棍的整体制造工艺复杂,并且轧辊作为消耗品,在使用过程中因为一些因素导致产品不合格。如将轧辊废弃浪费资源,而且成本太高,此时采用修复工艺不仅节省了没必要的成本费用,而且可恢复轧辊尺寸和精度再次使用。
同样的模具行业,齿轮行业,阀门行业等常采用硬面修复工艺来恢复工件的性能及尺寸要求,如很多工件不仅是消耗品,而且是价格昂贵,为了降低生产成本,采用硬面修复工艺来获得尺寸要求和性能要求。并且随着硬面修复工艺的广泛应用,部分企业在制造过程中就采用硬面材料来提高工件的性能和使用寿命。
进行修复后的工件硬度一般在HRC45以上,甚至有的HRC60以上,而且如采用堆焊修复工艺,修复后工件表面不规整,很难加工,刚开始没有合适的刀具材料加工,硬面加工并没有得到很好的发展,之后随着超硬刀具(CBN刀具)的出现,使修复工艺的加工变得现实,而“硬面加工”也因此得以实现。
三、立方氮化硼刀具加工硬面工件的优势?
立方氮化硼刀具是1970年开始用于车削加工,刚开始由于价格昂贵并没有得到很好的发展,之后随着用户对产品质量的要求提高,和制造商越发的注重效率和成本,故立方氮化硼刀具逐渐的被人们所接受。
虽然目前立方氮化硼刀具的价格仍高于硬质合金刀具和陶瓷刀具,但性能优异,和以上两种刀具相比的优势:(1)硬度高,可加工硬质合金刀具和陶瓷刀具不能加工的材料;(2)耐磨性好,耐用度高;(3)抗冲击性和抗断裂性能好,尤其是华菱超硬非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号,可强断续加工齿轮齿面;(4)高效率,高质量,高稳定性,其华菱超硬非金属粘合整体式立方氮化硼刀具的线速度可在硬质合金刀具的3-4倍的情况下正常加工,而且工件的表面质量可达到Ra0.8。
四、华菱超硬非金属粘合剂立方氮化硼刀具加工硬面工件的案例
工件名称:轴类零件熔覆件
工件熔覆材料:WESCO-11
工件硬度:HRC55-75
工件信息:直径40mm;长度70mm;
断续程度:高
刀具牌号:BN-S20 CNMN120712S03020
加工工序:粗加工,半精加工
刀杆型号:CCLNR2525M1207
粗加工切削参数:线速度Vc=40m/min,转速N=320r/min,走刀量Fr=0.13mm/r,切到深度ap=2mm。
精加工切削参数:线速度Vc=120m/min,转速N=970r/min,进给量Fr=0.10mm/r,吃刀深度ap=1mm。
加工方式:干式切削
加工效果:刀具后刀面,肉眼看未出现磨损现象。加工完成后表面粗糙度和光亮度均达到用户要求。
作者:西部车床,如若转载,请注明出处:https://www.lathe.cc/2023/07/2632.html