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    材質升級


    建造房屋始於鋪設地基。整個房屋的強度和可靠性取決於地基的堅固程度。在切削刀具工程中,該地基是切削材料。切削材料有多種類型:硬質合金、多晶金剛石、高速鋼、陶瓷等,每種類型都有不同的等級,在金屬切削歷史的各個階段,每種切削材料的引入及其使用已導致切削速度水平發生顯著變化,影響生產率。但是,如果上個世紀,尤其是下個世紀,以刀具材料的迅猛發展為標誌,那麼今天我們在該領域沒有看到任何重要的新解決方案,這是否意味著新刀具材料的開發已經達到頂峰並處於停滯狀態? 當然不是。只是,新的進展深深地位於切削材料中,並專注於切削材料的結構,只有借助掃描電子顯微鏡(SEM),X射線衍射(XRD),電子背散射衍射(EBCD)才能觀察到,以及其他複雜的方法。它們覆蓋極為複雜的鍍層世界,儘管其厚度很小(僅以微米為單位),卻是極為多樣化的。

    當今最常用的切削材料是燒結碳化物,主要是鍍層。就性能而言,它代表效率、刀具壽命和成本之間的合理平衡。燒結碳化物也被稱為“硬質合金”,“鎢”碳化物”或簡稱為“碳化物”。燒結碳化物、鍍層和後鍍層處理的結合產生碳化物材質,這些成分中只有一種(燒結碳化物)是該材質的基本元素,其他是可選的。 燒結碳化物是一種複合材料,包括硬質碳化物顆粒,這些硬質顆粒通過粘結金屬(主要是鈷)而粘結在一起。大多數用於生產切削刀具的燒結碳化物都帶有耐磨鍍層。也有各種處理方法應用於已經鍍層的燒結碳化物(例如,可轉位刀片的前刀面)。作為刀具材料的燒結碳化物的新發展集中在三個方向:碳化物生產技術,先進的鍍層方法和創新的後鍍層技術。在每個方向上都取得相當大的成功。領先的切削刀具製造商向市場推出許多新產品,這反映這一點。
    切削刀具客戶可以使用諸如生產率、刀具壽命和性能之類的參數來分析材質。 實際上,從客戶的角度出發,適用性和效率是衡量進度的主要指標,因此如何創建新產品以滿足客戶需求的問題逐漸成為重點。

    在升級鎢鋼材質時,ISCAR對金屬加工行業面臨的挑戰非常敏感。在這種情況下,考慮到現代金屬加工的趨勢而開發的ISCAR的刀具材料解決方案將具有很好的參考意義。以難以切削的材料為例,例如鈦和耐熱鋼以及奇特的高溫合金。最近,它們在工業中的應用份額已大大增加。隨著飛機工業,這些材料的傳統消費者,它們可能會越來越多地出現在動力工程、汽車以及石油和天然氣部門。材料使用的增長要求技術解決方案,包括機械和切削刀具。新刀具需要使用高級切削刀具材料製成的合適基礎,以實現所需的切削幾何形狀。對於該基礎的建造,ISCAR提供其新的有效“磚”-由公司冶金學家在過去幾年中開發的升級鎢鋼材質。

    在銑削方面,ISCAR開發PVD鍍層IC882和CVD鍍層IC5820材質–兩種巧克力色鎢鋼鍍層,用於切削鈦、高溫合金和不銹鋼。 這些材質的一個不可或缺的組成部分是後鍍層處理,由於增加對於碎裂、缺口磨損和刃口積屑緣形成的抵抗力,從而有助於延長刀具壽命。 IC882材質在惡劣的加工條件下,表現出令人印象深刻的性能,而IC5820的優勢在應用於帶有精確高壓冷卻劑供應的銑削時最能呈現。

    對於鑽孔應用,該公司推出具有多層CVD鍍層和後鍍層處理功能以延長刀具壽命的新材質IC5500。繼該材質成功後,IC5500還被用於銑削產品:新輪僅用於加工3D曲面的刀具中的刀片(例如渦輪機械中的刀片)只能使用該材質生產。 PVD鍍層鎢鋼IC806專為車削高溫高溫合金而設計。由於獲得航太部件製造商的高度評價,ISCAR擴大IC806在鋪放螺紋嵌件上的應用範圍。 除了鎢鋼,金屬加工行業還使用其他硬切削削材料,例如陶瓷、金剛石和立方氮化硼(CBN)。它們在加工難以切削的材料中的應用大大提高生產率。近年來,ISCAR推出幾種新的非鎢鋼材質,從而豐富其切削材料範圍,包括用於切削高溫合金的SiAlON材質IS25和IS35和用於硬質零件車削的CBN材質IB20H(圖1)。

    同時,客戶需求不僅限於有效加工難切削材超合金或鈦。 鋼材仍然是主要的結構材料,切削刀具製造商一直在尋找最先進的合適解決方案,包括開發先進的切削材料材質。 ISCAR也不會袖手旁觀。 一個例子可能是截斷和切槽的最後一項創新:兩個新的PVD鍍層鎢鋼材質IC1010和IC1030,被用於TANG-GRIP和DO-GRIP系列的刀片中(圖2)。 該材質用於加工不銹鋼和鋼。 雖然建議將硬亞微米級IC1010用於高切削速度的生產性截斷和開槽,但堅硬的IC1030更適合於斷續切削和不穩定的加工條件。
    提升切削材料材質是刀具製造商成功的重要組成部分,切削刀具的創新應具有堅實的基礎。 這就是ISCAR的座右銘“不斷升級”的原因,並啟發了人們開發新的刀具材料。

    一般背景圖片(Fig 3)

    圖1


    圖2


    圖3


    圖4

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