Kan kolfiberfräs användas för att bearbeta rostfritt stål?
På senare år har kolfiberförstärkta kompositer blivit populära inom flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin och andra områden på grund av deras lätta vikt och höga hållfasthetsegenskaper, och kolfiber har också undersökts för användning vid tillverkning av skärverktyg.Så, kan kolfiberfräs bearbeta rostfritt stål? Följande Zhongye Da-ledare tar dig med på en titt!
Inom metallbearbetning används rostfritt stål i stor utsträckning för sin utmärkta korrosionsbeständighet, hållfasthet och seghet, men det kategoriseras också som ett typiskt svårbearbetat material på grund av sin tendens till deformationshärdning, höga friktionskoefficient och lättklibbiga egenskaper. Traditionell hårdmetallfräs vid bearbetning av rostfritt stål, ofta med snabbt slitage på skärverktyg, låg bearbetningseffektivitet, dålig ytkvalitet på arbetsstycket och andra problem.
Först och främst måste vi klargöra en sak: det vi kallar kolfiberfräs betyder vanligtvis inte att hela verktyget består av ren kolfiber, utan hänvisar till användningen av kolfiberförstärkta kompositmaterial som matris eller beläggning i skärverktyget, eller kolfiber och andra material (som keramik, metall) kombinerat för att dra nytta av några av kolfiberns egenskaper för att förbättra verktygets prestanda. Ren kolfiber i sig är så spröd att det är opraktiskt att använda den direkt som skäregg.
Teoretiskt sett, om det vore möjligt att skapa skäreggar baserade på kolfiberkompositer med tillräcklig hårdhet och slitstyrka, så skulle användningen av deras låga densitet, höga styvhet och eventuellt låga friktionskoefficient kunna erbjuda vissa fördelar vid bearbetning av rostfritt stål.Till exempel innebär lägre densitet mindre centrifugalkraft på skärverktyget, vilket är bra för höghastighetsbearbetning; hög styvhet hjälper till att minska vibrationer och förbättra bearbetningsstabiliteten; och om låg friktion kan uppnås på ytan kan det minska spånbindning och förbättra spånborttagningen.
Användningen av kolfiberfräsar för bearbetning av rostfritt stål står dock inför stora utmaningar.
A, otillräcklig hårdhet och slitstyrka:
Rostfritt stål har betydande deformationshärdningsfenomen, hög temperatur i skärområdet, vilket kräver extremt hög hårdhet och slitstyrka hos skärverktyget.De nuvarande vanliga skärverktygsmaterialen för bearbetning av rostfritt stål, såsom kobolthaltig hårdmetall, PCD (polykristallin diamantbeläggning), PCBN (polykristallin kubisk bornitrid) etc., är utrustade med extremt hög hårdhet.Kolfiberkompositer, särskilt de utan specialbehandling, har en mycket lägre hårdhet än dessa material. I miljöer med hög hastighet, hög temperatur och högt tryck är kolfiberskärverktyg mycket lätta att slitas, flisas eller till och med gå sönder.
B, dålig högtemperaturstabilitet:
Skärning i rostfritt stål genererar enorm värme, skärverktyg måste tåla höga temperaturer utan att mjukna och oxidera.Kolfiber och dess kompositmaterial kommer att ha en kraftig försämring av prestandan vid höga temperaturer och kan generellt sett bara användas vid lägre temperaturer.Bearbetning av rostfritt stål som genereras av hög temperatur kommer sannolikt att överskrida toleransgränsen för kolfiber, vilket resulterar i att skärverktyget går sönder.
C, kemisk kompatibilitet och bindningsproblem:
Även om kolfibern i sig är kemiskt stabil kan hög temperatur och högt tryck uppstå mellan skärverktyget och arbetsstyckets material under skärprocessen, vilket leder till komplexa fysikalisk-kemiska effekter.Rostfritt stål har stark vidhäftning och kan effektivt motstå fenomenet "klibbiga knivar", vilket ännu inte har verifierats.Om bindningen är allvarlig kan det förvärra skärverktygets slitage och ytförsämring.
D, tillverkningsprocessen är komplex och kostsam:
Att skapa ett skärverktyg som tål skärkrafter, hög temperatur och hög hårdhet, men som också innehåller kolfiberförstärkt komposit, kommer tillverkningsprocessen att vara extremt komplex och kostnaden mycket hög. De mogna, kostnadseffektiva kolfiberverktygen som för närvarande finns på marknaden används huvudsakligen inom icke-metalliska (t.ex. kompositer, trä) bearbetningsområden.
Sammanfattningsvis, även om kolfibermaterialet har många utmärkta egenskaper, möter dess nuvarande tillämpning vid tillverkning av fräsar direkt för bearbetning av rostfritt stål tekniskt sett centrala hinder såsom otillräcklig hårdhet och slitstyrka samt dålig högtemperaturstabilitet.Befintliga experiment eller tillämpningsfall är mycket begränsade, och det är svårt att konkurrera med mogen hårdmetall, PCBN och andra skärverktygsmaterial vid bearbetning av rostfritt stål vad gäller prestanda och kostnad.
Därför rekommenderas det i detta skede inte att använda en kolfiberfräs i konventionell mening för att bearbeta rostfritt stål.För bearbetning av rostfritt stål är det fortfarande mer tillförlitliga och kostnadseffektiva lösningar att välja rätt hårdmetallsort, använda PCBN-verktyg eller optimera skärparametrar.
Inom metallbearbetning används rostfritt stål i stor utsträckning för sin utmärkta korrosionsbeständighet, hållfasthet och seghet, men det kategoriseras också som ett typiskt svårbearbetat material på grund av sin tendens till deformationshärdning, höga friktionskoefficient och lättklibbiga egenskaper. Traditionell hårdmetallfräs vid bearbetning av rostfritt stål, ofta med snabbt slitage på skärverktyg, låg bearbetningseffektivitet, dålig ytkvalitet på arbetsstycket och andra problem.
Först och främst måste vi klargöra en sak: det vi kallar kolfiberfräs betyder vanligtvis inte att hela verktyget består av ren kolfiber, utan hänvisar till användningen av kolfiberförstärkta kompositmaterial som matris eller beläggning i skärverktyget, eller kolfiber och andra material (som keramik, metall) kombinerat för att dra nytta av några av kolfiberns egenskaper för att förbättra verktygets prestanda. Ren kolfiber i sig är så spröd att det är opraktiskt att använda den direkt som skäregg.
Teoretiskt sett, om det vore möjligt att skapa skäreggar baserade på kolfiberkompositer med tillräcklig hårdhet och slitstyrka, så skulle användningen av deras låga densitet, höga styvhet och eventuellt låga friktionskoefficient kunna erbjuda vissa fördelar vid bearbetning av rostfritt stål.Till exempel innebär lägre densitet mindre centrifugalkraft på skärverktyget, vilket är bra för höghastighetsbearbetning; hög styvhet hjälper till att minska vibrationer och förbättra bearbetningsstabiliteten; och om låg friktion kan uppnås på ytan kan det minska spånbindning och förbättra spånborttagningen.
Användningen av kolfiberfräsar för bearbetning av rostfritt stål står dock inför stora utmaningar.
A, otillräcklig hårdhet och slitstyrka:
Rostfritt stål har betydande deformationshärdningsfenomen, hög temperatur i skärområdet, vilket kräver extremt hög hårdhet och slitstyrka hos skärverktyget.De nuvarande vanliga skärverktygsmaterialen för bearbetning av rostfritt stål, såsom kobolthaltig hårdmetall, PCD (polykristallin diamantbeläggning), PCBN (polykristallin kubisk bornitrid) etc., är utrustade med extremt hög hårdhet.Kolfiberkompositer, särskilt de utan specialbehandling, har en mycket lägre hårdhet än dessa material. I miljöer med hög hastighet, hög temperatur och högt tryck är kolfiberskärverktyg mycket lätta att slitas, flisas eller till och med gå sönder.
B, dålig högtemperaturstabilitet:
Skärning i rostfritt stål genererar enorm värme, skärverktyg måste tåla höga temperaturer utan att mjukna och oxidera.Kolfiber och dess kompositmaterial kommer att ha en kraftig försämring av prestandan vid höga temperaturer och kan generellt sett bara användas vid lägre temperaturer.Bearbetning av rostfritt stål som genereras av hög temperatur kommer sannolikt att överskrida toleransgränsen för kolfiber, vilket resulterar i att skärverktyget går sönder.
C, kemisk kompatibilitet och bindningsproblem:
Även om kolfibern i sig är kemiskt stabil kan hög temperatur och högt tryck uppstå mellan skärverktyget och arbetsstyckets material under skärprocessen, vilket leder till komplexa fysikalisk-kemiska effekter.Rostfritt stål har stark vidhäftning och kan effektivt motstå fenomenet "klibbiga knivar", vilket ännu inte har verifierats.Om bindningen är allvarlig kan det förvärra skärverktygets slitage och ytförsämring.
D, tillverkningsprocessen är komplex och kostsam:
Att skapa ett skärverktyg som tål skärkrafter, hög temperatur och hög hårdhet, men som också innehåller kolfiberförstärkt komposit, kommer tillverkningsprocessen att vara extremt komplex och kostnaden mycket hög. De mogna, kostnadseffektiva kolfiberverktygen som för närvarande finns på marknaden används huvudsakligen inom icke-metalliska (t.ex. kompositer, trä) bearbetningsområden.
Sammanfattningsvis, även om kolfibermaterialet har många utmärkta egenskaper, möter dess nuvarande tillämpning vid tillverkning av fräsar direkt för bearbetning av rostfritt stål tekniskt sett centrala hinder såsom otillräcklig hårdhet och slitstyrka samt dålig högtemperaturstabilitet.Befintliga experiment eller tillämpningsfall är mycket begränsade, och det är svårt att konkurrera med mogen hårdmetall, PCBN och andra skärverktygsmaterial vid bearbetning av rostfritt stål vad gäller prestanda och kostnad.
Därför rekommenderas det i detta skede inte att använda en kolfiberfräs i konventionell mening för att bearbeta rostfritt stål.För bearbetning av rostfritt stål är det fortfarande mer tillförlitliga och kostnadseffektiva lösningar att välja rätt hårdmetallsort, använda PCBN-verktyg eller optimera skärparametrar.
Relaterade nyheter
Lämna ett meddelande till mig
