고급 가공 장비와 고성능 CNC 절삭 공구의 조합은 정당한 성능을 최대한 발휘하고 좋은 경제적 이점을 얻을 수 있습니다. 절삭 공구 재료의 급속한 발전으로 다양한 새로운 절삭 공구 재료는 물리적, 기계적 특성 및 절삭 성능이 크게 향상되었으며 적용 범위도 계속 확장되었습니다.
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1. 도구 재료는 기본 속성을 가져야 합니다.
그만큼
공구 재료의 선택은 공구 수명, 가공 효율성, 가공 품질 및 가공 비용에 큰 영향을 미칩니다. 공구가 절단할 때 고압, 고온, 마찰, 충격 및 진동의 영향을 견뎌야 합니다. 따라서 도구 재료는 다음과 같은 기본 특성을 가져야 합니다.
(1) 경도 및 내마모성. 공구 재료의 경도는 공작물 재료의 경도보다 높아야 하며 일반적으로 60HRC 이상이어야 합니다. 공구 재료가 단단할수록 내마모성이 향상됩니다.
(2) 강도와 인성. 공구 재료는 절삭력, 충격 및 진동을 견디고 공구의 취성 파괴 및 치핑을 방지하기 위해 강도와 인성이 높아야 합니다.
(3) 내열성. 공구 재료의 내열성이 우수하고 높은 절삭 온도를 견딜 수 있으며 내 산화성이 우수합니다.
(4) 프로세스 성능 및 경제성. 공구재료는 단조성, 열처리성, 용접성, 연삭성 등이 좋아야 하며 고성능 가격비를 추구해야 한다.
2. 공구재료의 종류, 특성, 특성 및 용도
1. 다이아몬드 공구 재료 및 공구 응용의 종류, 특성 및 특성
다이아몬드는 탄소의 동소체이며 자연에서 발견되는 가장 단단한 물질입니다. 다이아몬드 공구는 경도가 높고 내마모성이 높으며 열전도율이 높으며 비철금속 및 비금속 재료 가공에 널리 사용됩니다. 특히 알루미늄 및 실리콘-알루미늄 합금의 고속 절삭에서 다이아몬드 공구는 대체하기 어려운 절삭 공구의 주요 유형입니다. 고효율, 고안정성, 장수명 가공을 실현할 수 있는 다이아몬드 공구는 현대 CNC 가공에서 없어서는 안 될 중요한 공구입니다.
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⑴ 다이아몬드 공구의 종류
① 천연 다이아몬드 공구: 천연 다이아몬드는 수백 년 동안 절삭 공구로 사용되었습니다. 천연 단결정 다이아몬드 공구는 미세하게 연마되었으며 절삭날은 매우 날카롭게 연마될 수 있습니다. 절삭 날 반경은 0.002μm에 도달할 수 있어 초박형 절삭을 실현할 수 있으며 매우 높은 공작물 정밀도와 매우 낮은 표면 거칠기를 가공하기 위한 인식되고 이상적이고 대체 불가능한 초정밀 가공 도구입니다.
② PCD 다이아몬드 공구: 천연 다이아몬드는 고가이며, 다결정 다이아몬드(PCD)는 절단에 널리 사용됩니다. 1970년대 초부터 다결정 다이아몬드(Polycrystauine diamond, 줄여서 PCD)가 개발되었습니다. 성공 후 천연 다이아몬드 도구는 많은 경우에 인공 다결정 다이아몬드로 대체되었습니다. PCD 원료는 출처가 풍부하고 가격은 천연 다이아몬드의 수십분의 일에서 십분의 일에 불과합니다.
PCD 공구는 매우 날카로운 모서리를 연삭할 수 없으며 가공된 공작물의 표면 품질은 천연 다이아몬드만큼 좋지 않습니다. 업계에서 칩 브레이커가 있는 PCD 인서트를 제조하는 것은 편리하지 않습니다. 따라서 PCD는 비철금속 및 비금속의 미세 절단에만 사용할 수 있으며 초정밀 경면 절단을 달성하기 어렵습니다.
③ CVD 다이아몬드 공구: 일본에서는 1970년대 후반부터 1980년대 초반까지 CVD 다이아몬드 기술이 등장했다. CVD 다이아몬드는 화학 기상 증착(CVD)에 의해 이종 기판(예: 초경합금, 세라믹 등)에 다이아몬드 필름을 합성하는 것을 말합니다. CVD 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 정확히 동일한 구조와 특성을 가지고 있습니다.
CVD 다이아몬드의 성능은 천연 다이아몬드에 매우 가깝고 천연 단결정 다이아몬드와 다결정 다이아몬드(PCD)의 장점을 가지고 있으며 그 단점을 어느 정도 극복합니다.
⑵ 다이아몬드 공구의 성능 특성
① 매우 높은 경도와 내마모성: 천연 다이아몬드는 자연에서 발견되는 가장 단단한 물질입니다. 다이아몬드는 내마모성이 매우 높습니다. 고경도 재료를 가공할 때 다이아몬드 공구의 수명은 초경합금 공구의 10~100배 또는 수백 배입니다.
② 마찰 계수가 매우 낮습니다. 다이아몬드와 일부 비철금속 사이의 마찰 계수가 다른 절삭 공구보다 낮고 마찰 계수가 낮으며 가공 중 변형이 작고 절삭력이 줄일 수 있습니다.
③ 절삭 날이 매우 날카롭습니다. 다이아몬드 공구의 절삭 날을 날카롭게 할 수 있으며 천연 단결정 다이아몬드 공구는 0.002-0.008μm로 매우 높을 수 있습니다. - 얇은 절단 및 초정밀 가공.
④ 열전도율이 높음 : 다이아몬드는 열전도율과 열확산율이 높고 절삭 열이 쉽게 발산되며 공구 절삭 부분의 온도가 낮습니다.
⑤ 낮은 열팽창계수 : 다이아몬드의 열팽창계수는 초경합금보다 몇 배 작으며, 절삭열에 의한 공구크기의 변화가 매우 작아 특히 높은 절삭력이 요구되는 정밀, 초정밀 가공에 중요하다. 차원 정확도.
⑶ 다이아몬드 공구의 적용
다이아몬드 공구는 주로 비철금속 및 비금속 재료의 고속 정밀 절삭 및 보링에 사용됩니다. FRP 분말 야금 블랭크, 세라믹 재료 등과 같은 다양한 내마모성 비금속 가공에 적합합니다. 다양한 실리콘-알루미늄 합금과 같은 다양한 내마모성 비철금속; 각종 비철금속 마무리 가공.
다이아몬드 공구의 단점은 열 안정성이 낮다는 것입니다. 절단 온도가 700도에서 800도를 초과하면 경도가 완전히 사라집니다. 또한 다이아몬드(탄소)는 고온에서 철과 결합하기 쉽기 때문에 철금속 절단에는 적합하지 않습니다. 원자 작용은 탄소 원자를 흑연 구조로 변환하고 공구가 쉽게 손상됩니다.
2. 입방정 질화 붕소 공구 재료 및 공구 응용의 종류, 특성 및 특성
CBN(Cubic Boron Nitride)은 다이아몬드와 유사한 방법으로 합성한 두 번째 초경질 소재로 경도와 열전도율에서 다이아몬드에 이어 두 번째다. 열 안정성이 뛰어나 대기 중에서 10,000도까지 가열할 수 있습니다. 산화가 일어나지 않습니다. CBN은 철금속에 대한 화학적 성질이 매우 안정적이며 철강 제품 가공에 널리 사용될 수 있습니다.
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⑴ 입방정 질화붕소 절삭공구의 종류
입방정질화붕소(CBN)는 자연계에 존재하지 않는 물질이다. 단결정과 다결정, 즉 CBN 단결정과 다결정 입방 질화 붕소 (Polycrystalline cubic bornnitride, PCBN이라고도 함)로 나눌 수 있습니다. CBN은 질화붕소(BN)의 이성질체 중 하나로 그 구조가 다이아몬드와 비슷하다.
PCBN(Polycrystalline cubic boron nitride)은 미세한 CBN 소재를 고온 고압에서 결합상(TiC, TiN, Al, Ti 등)을 통해 소결한 다결정 소재입니다. 다이아몬드 공구 재료, 그것과 다이아몬드를 총칭하여 초경 공구 재료라고 합니다. PCBN은 주로 칼이나 기타 도구를 만드는 데 사용됩니다.
PCBN 공구는 일체형 PCBN 인서트와 초경합금으로 소결된 PCBN 복합 인서트로 나눌 수 있습니다.
PCBN 복합 인서트는 강도와 인성이 우수한 초경합금 위에 {{0}}.5~1.0mm 두께의 PCBN 층을 소결하여 만듭니다. 그 성능은 우수한 인성과 높은 경도 및 내마모성을 모두 가지고 있습니다. CBN 인서트의 낮은 굽힘 강도 및 용접 어려움의 문제가 해결되었습니다.
⑵ 입방정계 질화붕소의 주요 성질 및 특성
입방정 질화 붕소의 경도는 다이아몬드보다 약간 열등하지만 다른 고경도 재료보다 훨씬 높습니다. CBN의 뛰어난 장점은 열 안정성이 1200도(다이아몬드의 경우 700-800도) 이상에 도달할 수 있는 다이아몬드보다 훨씬 높다는 것입니다. 반응. 입방정 질화붕소의 주요 성능 특성은 다음과 같다.
① 높은 경도와 내마모성 : CBN의 결정구조는 다이아몬드와 유사하여 다이아몬드와 유사한 경도와 강도를 가진다. PCBN은 특히 이전에는 연삭만 가능했던 고경도 재료 가공에 적합하며 더 나은 가공물의 표면 품질을 얻을 수 있습니다.
② 높은 열 안정성: CBN의 내열성은 1400-1500도에 도달할 수 있으며 다이아몬드(700-800도)보다 약 1배 높습니다. PCBN 공구는 초경합금 공구보다 3~5배 빠른 속도로 고온 합금 및 경화강을 절단할 수 있습니다.
③우수한 화학적 안정성: 1200-1300도에서 철계 재료와 화학적 상호 작용이 없으며 다이아몬드만큼 날카롭게 마모되지 않으며 이때 초경합금의 경도를 유지할 수 있습니다. PCBN 도구는 경화 강철 부품 및 냉각 주철 절단에 적합하며 주철의 고속 절단에 널리 사용될 수 있습니다.
④ 우수한 열전도율 : CBN의 열전도율은 다이아몬드만큼 좋지는 않지만 PCBN의 열전도율은 각종 공구재료 중 다이아몬드에 이어 2위이며 고속도강 및 초경합금보다 훨씬 높다.
⑤ 낮은 마찰계수 : 낮은 마찰계수는 절삭시 절삭력을 감소시키고 절삭온도를 낮추며 가공면의 품질을 향상시킬 수 있습니다.
⑶ 입방정 질화붕소 공구 적용
입방정 질화붕소는 경화강, 경질주철, 고온합금, 경질합금, 표면용사재 등 각종 난삭재의 마무리에 적합합니다. 가공 정확도는 IT5(구멍은 IT6)에 도달할 수 있으며 표면 거칠기는 Ra1.25-0.20μm만큼 작을 수 있습니다.
입방정 질화붕소 공구 재료는 인성과 굽힘 강도가 낮습니다. 따라서 입방정 질화 붕소 선삭 공구는 저속 및 고 충격 하중의 황삭 가공에 적합하지 않습니다. 금속의 경우 심한 구성인선이 발생하여 가공면이 저하됩니다.
3. 세라믹 공구 재료 및 공구 응용의 종류, 특성 및 특성
세라믹 절삭 공구는 경도가 높고 내마모성이 우수하며 내열성 및 화학적 안정성이 우수하며 금속과 결합하기 쉽지 않습니다. 세라믹 절삭 공구는 CNC 가공에서 매우 중요한 위치를 차지합니다. 세라믹 절삭 공구는 난삭재의 고속 절삭 및 가공을 위한 주요 절삭 공구 중 하나가 되었습니다. 세라믹 절삭 공구는 고속 절삭, 건식 절삭, 하드 절삭 및 난삭재 절삭에 널리 사용됩니다. 세라믹 칼은 전통적인 칼이 전혀 처리할 수 없는 고경도 재료를 효율적으로 처리할 수 있으며 "연삭을 자동차로 대체"를 실현합니다. 세라믹 칼의 최적 절단 속도는 초경합금 칼보다 2~10배 더 높을 수 있으므로 절단 가공의 생산 효율성을 크게 향상시킵니다. 세라믹 공구 재료에 사용되는 주요 원료는 지각에서 가장 풍부한 원소입니다. 따라서 세라믹 공구의 대중화 및 응용은 생산성 향상, 가공 비용 절감 및 전략적 귀금속 절약에 큰 의미가 있으며 절삭 기술 개발을 크게 촉진할 것입니다. 진전.
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⑴ 세라믹 공구 재료의 종류
세라믹 도구 재료의 유형은 일반적으로 알루미나 기반 세라믹, 질화 규소 기반 세라믹 및 복합 질화 규소-알루미나 기반 세라믹의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 알루미나 계열 및 질화 규소 계열 세라믹 공구 재료가 가장 널리 사용됩니다. 질화규소 기반 세라믹의 성능은 알루미나 기반 세라믹보다 우수합니다.
⑵ 세라믹 절삭공구의 성능 및 특성
세라믹 절삭 공구의 성능 특성은 다음과 같습니다.
① 높은 경도 및 우수한 내마모성: 세라믹 공구의 경도는 PCD 및 PCBN만큼 높지는 않지만 초경합금 및 고속도강 공구보다 훨씬 높으며 93-95HRA에 도달합니다. 세라믹 공구는 기존 공구로 가공하기 어려운 고경도 소재를 가공할 수 있으며 고속 절삭 및 하드 절삭에 적합합니다.
② 고온 저항 및 우수한 내열성: 세라믹 도구는 여전히 1200도 이상의 고온에서 절단할 수 있습니다. 세라믹 나이프는 고온 기계적 특성이 우수하며 Al2O3 세라믹 나이프의 내 산화성이 특히 좋습니다. 칼날이 붉어져도 계속 사용할 수 있습니다. 따라서 세라믹 도구는 건식 절단을 달성하여 절삭유를 절약할 수 있습니다.
③ 우수한 화학적 안정성 : 세라믹 절삭 공구는 금속과 결합하기 쉽지 않고 부식에 강하고 화학적으로 안정하여 절삭 공구의 결합 마모를 줄일 수 있습니다.
④ 낮은 마찰 계수 : 세라믹 절삭 공구와 금속의 친화력이 작고 마찰 계수가 낮아 절삭력과 절삭 온도를 낮출 수 있습니다.
⑶ 세라믹 칼의 응용
세라믹은 주로 고속 정삭 및 준정삭에 사용되는 공구 재료 중 하나입니다. 세라믹 절단 도구는 모든 종류의 주철(회주철, 연성철, 가단주철, 냉각 주철, 고합금 내마모성 주철) 및 강철(탄소 구조용 강철, 합금 구조용 강철, 고강도 강철) 절단에 적합합니다. , 고 망간강, 담금질 강 등)은 구리 합금, 흑연, 엔지니어링 플라스틱 및 복합 재료를 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다.
세라믹 공구 재료의 성능에는 굽힘 강도가 낮고 충격 인성이 좋지 않아 저속 및 충격 하중에서 절단하는 데 적합하지 않은 문제가 있습니다.
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4. 코팅된 절삭공구 소재의 특성 및 특성과 절삭공구의 응용
도구를 코팅하는 것은 도구의 성능을 향상시키는 중요한 방법 중 하나입니다. 코팅된 절삭 공구의 출현으로 절삭 공구의 절삭 성능이 크게 향상되었습니다. 코팅된 도구는 도구 기판과 하드 코팅을 결합하는 더 거친 도구 본체에 내마모성이 우수한 내화성 화합물의 하나 이상의 층으로 코팅되어 도구의 성능이 크게 향상됩니다. 코팅된 절삭 공구는 가공 효율을 높이고 가공 정확도를 높이며 공구 수명을 연장하고 가공 비용을 절감할 수 있습니다.
새로운 CNC 공작 기계에 사용되는 절삭 공구의 약 80%는 코팅된 공구를 사용합니다. 코팅된 절삭 공구는 향후 CNC 가공 분야에서 가장 중요한 공구 종류가 될 것입니다.
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⑴ 코팅공구의 종류
다양한 코팅 방법에 따라 코팅 도구는 화학 기상 증착(CVD) 코팅 도구와 물리 기상 증착(PVD) 코팅 도구로 나눌 수 있습니다. 코팅된 카바이드 도구는 일반적으로 화학 기상 증착을 사용하며 증착 온도는 약 1000도입니다. 코팅된 고속 강철 도구는 일반적으로 물리적 기상 증착을 사용하며 증착 온도는 약 500도입니다.
코팅 도구의 다양한 기판 재료에 따라 코팅 도구는 카바이드 코팅 도구, 고속 강철 코팅 도구, 세라믹 및 초경질 재료(다이아몬드 및 입방정 질화붕소)의 코팅 도구로 나눌 수 있습니다.
코팅 재료의 특성에 따라 코팅된 도구는 "하드" 코팅된 도구와 '소프트' 코팅된 도구의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. "하드" 코팅된 공구가 추구하는 주요 목표는 높은 경도와 내마모성입니다. 주요 이점은 높은 경도와 우수한 내마모성(일반적으로 TiC 및 TiN 코팅)입니다. "부드러운" 코팅 도구가 추구하는 목표는 자체 윤활 도구라고도 하는 낮은 마찰 계수와 공작물 재료와의 마찰입니다. 계수는 약 0.1로 매우 낮아 감소시킬 수 있습니다. 접착, 마찰 감소, 절삭력 및 절삭 온도 감소.
최근 나노 코팅(Nanoeoating) 도구를 개발했습니다. 이 코팅된 도구는 다양한 코팅 재료(예: 금속/금속, 금속/세라믹, 세라믹/세라믹 등)의 다양한 조합을 사용하여 다양한 기능 및 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 적절하게 설계된 나노 코팅은 공구 재료가 우수한 마찰 방지 및 내마모 기능과 고속 건식 절단에 적합한 자체 윤활 특성을 갖도록 할 수 있습니다.
⑵ 코팅공구의 특징
코팅된 도구의 성능 특성은 다음과 같습니다.
① 우수한 기계 및 절단 성능: 코팅된 공구는 모재와 코팅재의 우수한 특성을 결합하여 모재의 우수한 인성과 높은 강도를 유지할 뿐만 아니라
고급 가공 장비와 고성능 CNC 절삭 공구의 조합은 정당한 성능을 최대한 발휘하고 좋은 경제적 이점을 얻을 수 있습니다. 절삭 공구 재료의 급속한 발전으로 다양한 새로운 절삭 공구 재료는 물리적, 기계적 특성 및 절삭 성능이 크게 향상되었으며 적용 범위도 계속 확장되었습니다.
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1. 도구 재료는 기본 속성을 가져야 합니다.
그만큼
공구 재료의 선택은 공구 수명, 가공 효율성, 가공 품질 및 가공 비용에 큰 영향을 미칩니다. 공구가 절단할 때 고압, 고온, 마찰, 충격 및 진동의 영향을 견뎌야 합니다. 따라서 도구 재료는 다음과 같은 기본 특성을 가져야 합니다.
(1) 경도 및 내마모성. 공구 재료의 경도는 공작물 재료의 경도보다 높아야 하며 일반적으로 60HRC 이상이어야 합니다. 공구 재료가 단단할수록 내마모성이 향상됩니다.
(2) 강도와 인성. 공구 재료는 절삭력, 충격 및 진동을 견디고 공구의 취성 파괴 및 치핑을 방지하기 위해 강도와 인성이 높아야 합니다.
(3) 내열성. 공구 재료의 내열성이 우수하고 높은 절삭 온도를 견딜 수 있으며 내 산화성이 우수합니다.
(4) 프로세스 성능 및 경제성. 공구재료는 단조성, 열처리성, 용접성, 연삭성 등이 좋아야 하며 고성능 가격비를 추구해야 한다.
2. 공구재료의 종류, 특성, 특성 및 용도
1. 다이아몬드 공구 재료 및 공구 응용의 종류, 특성 및 특성
다이아몬드는 탄소의 동소체이며 자연에서 발견되는 가장 단단한 물질입니다. 다이아몬드 공구는 경도가 높고 내마모성이 높으며 열전도율이 높으며 비철금속 및 비금속 재료 가공에 널리 사용됩니다. 특히 알루미늄 및 실리콘-알루미늄 합금의 고속 절삭에서 다이아몬드 공구는 대체하기 어려운 절삭 공구의 주요 유형입니다. 고효율, 고안정성, 장수명 가공을 실현할 수 있는 다이아몬드 공구는 현대 CNC 가공에서 없어서는 안 될 중요한 공구입니다.
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⑴ 다이아몬드 공구의 종류
① 천연 다이아몬드 공구: 천연 다이아몬드는 수백 년 동안 절삭 공구로 사용되었습니다. 천연 단결정 다이아몬드 공구는 미세하게 연마되었으며 절삭날은 매우 날카롭게 연마될 수 있습니다. 절삭 날 반경은 0.002μm에 도달할 수 있어 초박형 절삭을 실현할 수 있으며 매우 높은 공작물 정밀도와 매우 낮은 표면 거칠기를 가공하기 위한 인식되고 이상적이고 대체 불가능한 초정밀 가공 도구입니다.
② PCD 다이아몬드 공구: 천연 다이아몬드는 고가이며, 다결정 다이아몬드(PCD)는 절단에 널리 사용됩니다. 1970년대 초부터 다결정 다이아몬드(Polycrystauine diamond, 줄여서 PCD)가 개발되었습니다. 성공 후 천연 다이아몬드 도구는 많은 경우에 인공 다결정 다이아몬드로 대체되었습니다. PCD 원료는 출처가 풍부하고 가격은 천연 다이아몬드의 수십분의 일에서 십분의 일에 불과합니다.
PCD 공구는 매우 날카로운 모서리를 연삭할 수 없으며 가공된 공작물의 표면 품질은 천연 다이아몬드만큼 좋지 않습니다. 업계에서 칩 브레이커가 있는 PCD 인서트를 제조하는 것은 편리하지 않습니다. 따라서 PCD는 비철금속 및 비금속의 미세 절단에만 사용할 수 있으며 초정밀 경면 절단을 달성하기 어렵습니다.
③ CVD 다이아몬드 공구: 일본에서는 1970년대 후반부터 1980년대 초반까지 CVD 다이아몬드 기술이 등장했다. CVD 다이아몬드는 화학 기상 증착(CVD)에 의해 이종 기판(예: 초경합금, 세라믹 등)에 다이아몬드 필름을 합성하는 것을 말합니다. CVD 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 정확히 동일한 구조와 특성을 가지고 있습니다.
CVD 다이아몬드의 성능은 천연 다이아몬드에 매우 가깝고 천연 단결정 다이아몬드와 다결정 다이아몬드(PCD)의 장점을 가지고 있으며 그 단점을 어느 정도 극복합니다.
⑵ 다이아몬드 공구의 성능 특성
① 매우 높은 경도와 내마모성: 천연 다이아몬드는 자연에서 발견되는 가장 단단한 물질입니다. 다이아몬드는 내마모성이 매우 높습니다. 고경도 재료를 가공할 때 다이아몬드 공구의 수명은 초경합금 공구의 10~100배 또는 수백 배입니다.
② 마찰 계수가 매우 낮습니다. 다이아몬드와 일부 비철금속 사이의 마찰 계수가 다른 절삭 공구보다 낮고 마찰 계수가 낮으며 가공 중 변형이 작고 절삭력이 줄일 수 있습니다.
③ 절삭 날이 매우 날카롭습니다. 다이아몬드 공구의 절삭 날을 날카롭게 할 수 있으며 천연 단결정 다이아몬드 공구는 0.002-0.008μm로 매우 높을 수 있습니다. - 얇은 절단 및 초정밀 가공.
④ 열전도율이 높음 : 다이아몬드는 열전도율과 열확산율이 높고 절삭 열이 쉽게 발산되며 공구 절삭 부분의 온도가 낮습니다.
⑤ 낮은 열팽창계수 : 다이아몬드의 열팽창계수는 초경합금보다 몇 배 작으며, 절삭열에 의한 공구크기의 변화가 매우 작아 특히 높은 절삭력이 요구되는 정밀, 초정밀 가공에 중요하다. 차원 정확도.
⑶ 다이아몬드 공구의 적용
다이아몬드 공구는 주로 비철금속 및 비금속 재료의 고속 정밀 절삭 및 보링에 사용됩니다. FRP 분말 야금 블랭크, 세라믹 재료 등과 같은 다양한 내마모성 비금속 가공에 적합합니다. 다양한 실리콘-알루미늄 합금과 같은 다양한 내마모성 비철금속; 각종 비철금속 마무리 가공.
다이아몬드 공구의 단점은 열 안정성이 낮다는 것입니다. 절단 온도가 700도에서 800도를 초과하면 경도가 완전히 사라집니다. 또한 다이아몬드(탄소)는 고온에서 철과 결합하기 쉽기 때문에 철금속 절단에는 적합하지 않습니다. 원자 작용은 탄소 원자를 흑연 구조로 변환하고 공구가 쉽게 손상됩니다.
2. 입방정 질화 붕소 공구 재료 및 공구 응용의 종류, 특성 및 특성
CBN(Cubic Boron Nitride)은 다이아몬드와 유사한 방법으로 합성한 두 번째 초경질 소재로 경도와 열전도율에서 다이아몬드에 이어 두 번째다. 열 안정성이 뛰어나 대기 중에서 10,000도까지 가열할 수 있습니다. 산화가 일어나지 않습니다. CBN은 철금속에 대한 화학적 성질이 매우 안정적이며 철강 제품 가공에 널리 사용될 수 있습니다.
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⑴ 입방정 질화붕소 절삭공구의 종류
입방정질화붕소(CBN)는 자연계에 존재하지 않는 물질이다. 단결정과 다결정, 즉 CBN 단결정과 다결정 입방 질화 붕소 (Polycrystalline cubic bornnitride, PCBN이라고도 함)로 나눌 수 있습니다. CBN은 질화붕소(BN)의 이성질체 중 하나로 그 구조가 다이아몬드와 비슷하다.
PCBN(Polycrystalline cubic boron nitride)은 미세한 CBN 소재를 고온 고압에서 결합상(TiC, TiN, Al, Ti 등)을 통해 소결한 다결정 소재입니다. 다이아몬드 공구 재료, 그것과 다이아몬드를 총칭하여 초경 공구 재료라고 합니다. PCBN은 주로 칼이나 기타 도구를 만드는 데 사용됩니다.
PCBN 공구는 일체형 PCBN 인서트와 초경합금으로 소결된 PCBN 복합 인서트로 나눌 수 있습니다.
PCBN 복합 인서트는 강도와 인성이 우수한 초경합금 위에 {{0}}.5~1.0mm 두께의 PCBN 층을 소결하여 만듭니다. 그 성능은 우수한 인성과 높은 경도 및 내마모성을 모두 가지고 있습니다. CBN 인서트의 낮은 굽힘 강도 및 용접 어려움의 문제가 해결되었습니다.
⑵ 입방정계 질화붕소의 주요 성질 및 특성
입방정 질화 붕소의 경도는 다이아몬드보다 약간 열등하지만 다른 고경도 재료보다 훨씬 높습니다. CBN의 뛰어난 장점은 열 안정성이 1200도(다이아몬드의 경우 700-800도) 이상에 도달할 수 있는 다이아몬드보다 훨씬 높다는 것입니다. 반응. 입방정 질화붕소의 주요 성능 특성은 다음과 같다.
① 높은 경도와 내마모성 : CBN의 결정구조는 다이아몬드와 유사하여 다이아몬드와 유사한 경도와 강도를 가진다. PCBN은 특히 이전에는 연삭만 가능했던 고경도 재료 가공에 적합하며 더 나은 가공물의 표면 품질을 얻을 수 있습니다.
② 높은 열 안정성: CBN의 내열성은 1400-1500도에 도달할 수 있으며 다이아몬드(700-800도)보다 약 1배 높습니다. PCBN 공구는 초경합금 공구보다 3~5배 빠른 속도로 고온 합금 및 경화강을 절단할 수 있습니다.
③우수한 화학적 안정성: 1200-1300도에서 철계 재료와 화학적 상호 작용이 없으며 다이아몬드만큼 날카롭게 마모되지 않으며 이때 초경합금의 경도를 유지할 수 있습니다. PCBN 도구는 경화 강철 부품 및 냉각 주철 절단에 적합하며 주철의 고속 절단에 널리 사용될 수 있습니다.
④ 우수한 열전도율 : CBN의 열전도율은 다이아몬드만큼 좋지는 않지만 PCBN의 열전도율은 각종 공구재료 중 다이아몬드에 이어 2위이며 고속도강 및 초경합금보다 훨씬 높다.
⑤ 낮은 마찰계수 : 낮은 마찰계수는 절삭시 절삭력을 감소시키고 절삭온도를 낮추며 가공면의 품질을 향상시킬 수 있습니다.
⑶ 입방정 질화붕소 공구 적용
입방정 질화붕소는 경화강, 경질주철, 고온합금, 경질합금, 표면용사재 등 각종 난삭재의 마무리에 적합합니다. 가공 정확도는 IT5(구멍은 IT6)에 도달할 수 있으며 표면 거칠기는 Ra1.25-0.20μm만큼 작을 수 있습니다.
입방정 질화붕소 공구 재료는 인성과 굽힘 강도가 낮습니다. 따라서 입방정 질화 붕소 선삭 공구는 저속 및 고 충격 하중의 황삭 가공에 적합하지 않습니다. 금속의 경우 심한 구성인선이 발생하여 가공면이 저하됩니다.
3. 세라믹 공구 재료 및 공구 응용의 종류, 특성 및 특성
세라믹 절삭 공구는 경도가 높고 내마모성이 우수하며 내열성 및 화학적 안정성이 우수하며 금속과 결합하기 쉽지 않습니다. 세라믹 절삭 공구는 CNC 가공에서 매우 중요한 위치를 차지합니다. 세라믹 절삭 공구는 난삭재의 고속 절삭 및 가공을 위한 주요 절삭 공구 중 하나가 되었습니다. 세라믹 절삭 공구는 고속 절삭, 건식 절삭, 하드 절삭 및 난삭재 절삭에 널리 사용됩니다. 세라믹 칼은 전통적인 칼이 전혀 처리할 수 없는 고경도 재료를 효율적으로 처리할 수 있으며 "연삭을 자동차로 대체"를 실현합니다. 세라믹 칼의 최적 절단 속도는 초경합금 칼보다 2~10배 더 높을 수 있으므로 절단 가공의 생산 효율성을 크게 향상시킵니다. 세라믹 공구 재료에 사용되는 주요 원료는 지각에서 가장 풍부한 원소입니다. 따라서 세라믹 공구의 대중화 및 응용은 생산성 향상, 가공 비용 절감 및 전략적 귀금속 절약에 큰 의미가 있으며 절삭 기술 개발을 크게 촉진할 것입니다. 진전.
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⑴ 세라믹 공구 재료의 종류
세라믹 도구 재료의 유형은 일반적으로 알루미나 기반 세라믹, 질화 규소 기반 세라믹 및 복합 질화 규소-알루미나 기반 세라믹의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 알루미나 계열 및 질화 규소 계열 세라믹 공구 재료가 가장 널리 사용됩니다. 질화규소 기반 세라믹의 성능은 알루미나 기반 세라믹보다 우수합니다.
⑵ 세라믹 절삭공구의 성능 및 특성
세라믹 절삭 공구의 성능 특성은 다음과 같습니다.
① 높은 경도 및 우수한 내마모성: 세라믹 공구의 경도는 PCD 및 PCBN만큼 높지는 않지만 초경합금 및 고속도강 공구보다 훨씬 높으며 93-95HRA에 도달합니다. 세라믹 공구는 기존 공구로 가공하기 어려운 고경도 소재를 가공할 수 있으며 고속 절삭 및 하드 절삭에 적합합니다.
② 고온 저항 및 우수한 내열성: 세라믹 도구는 여전히 1200도 이상의 고온에서 절단할 수 있습니다. 세라믹 나이프는 고온 기계적 특성이 우수하며 Al2O3 세라믹 나이프의 내 산화성이 특히 좋습니다. 칼날이 붉어져도 계속 사용할 수 있습니다. 따라서 세라믹 도구는 건식 절단을 달성하여 절삭유를 절약할 수 있습니다.
③ 우수한 화학적 안정성 : 세라믹 절삭 공구는 금속과 결합하기 쉽지 않고 부식에 강하고 화학적으로 안정하여 절삭 공구의 결합 마모를 줄일 수 있습니다.
④ 낮은 마찰 계수 : 세라믹 절삭 공구와 금속의 친화력이 작고 마찰 계수가 낮아 절삭력과 절삭 온도를 낮출 수 있습니다.
⑶ 세라믹 칼의 응용
세라믹은 주로 고속 정삭 및 준정삭에 사용되는 공구 재료 중 하나입니다. 세라믹 절단 도구는 모든 종류의 주철(회주철, 연성철, 가단주철, 냉각 주철, 고합금 내마모성 주철) 및 강철(탄소 구조용 강철, 합금 구조용 강철, 고강도 강철) 절단에 적합합니다. , 고 망간강, 담금질 강 등)은 구리 합금, 흑연, 엔지니어링 플라스틱 및 복합 재료를 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다.
세라믹 공구 재료의 성능에는 굽힘 강도가 낮고 충격 인성이 좋지 않아 저속 및 충격 하중에서 절단하는 데 적합하지 않은 문제가 있습니다.
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4. 코팅된 절삭공구 소재의 특성 및 특성과 절삭공구의 응용
도구를 코팅하는 것은 도구의 성능을 향상시키는 중요한 방법 중 하나입니다. 코팅된 절삭 공구의 출현으로 절삭 공구의 절삭 성능이 크게 향상되었습니다. 코팅된 도구는 도구 기판과 하드 코팅을 결합하는 더 거친 도구 본체에 내마모성이 우수한 내화성 화합물의 하나 이상의 층으로 코팅되어 도구의 성능이 크게 향상됩니다. 코팅된 절삭 공구는 가공 효율을 높이고 가공 정확도를 높이며 공구 수명을 연장하고 가공 비용을 절감할 수 있습니다.
새로운 CNC 공작 기계에 사용되는 절삭 공구의 약 80%는 코팅된 공구를 사용합니다. 코팅된 절삭 공구는 향후 CNC 가공 분야에서 가장 중요한 공구 종류가 될 것입니다.
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⑴ 코팅공구의 종류
다양한 코팅 방법에 따라 코팅 도구는 화학 기상 증착(CVD) 코팅 도구와 물리 기상 증착(PVD) 코팅 도구로 나눌 수 있습니다. 코팅된 카바이드 도구는 일반적으로 화학 기상 증착을 사용하며 증착 온도는 약 1000도입니다. 코팅된 고속 강철 도구는 일반적으로 물리적 기상 증착을 사용하며 증착 온도는 약 500도입니다.
코팅 도구의 다양한 기판 재료에 따라 코팅 도구는 카바이드 코팅 도구, 고속 강철 코팅 도구, 세라믹 및 초경질 재료(다이아몬드 및 입방정 질화붕소)의 코팅 도구로 나눌 수 있습니다.
코팅 재료의 특성에 따라 코팅된 도구는 "하드" 코팅된 도구와 '소프트' 코팅된 도구의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. "하드" 코팅된 공구가 추구하는 주요 목표는 높은 경도와 내마모성입니다. 주요 이점은 높은 경도와 우수한 내마모성(일반적으로 TiC 및 TiN 코팅)입니다. "부드러운" 코팅 도구가 추구하는 목표는 자체 윤활 도구라고도 하는 낮은 마찰 계수와 공작물 재료와의 마찰입니다. 계수는 약 0.1로 매우 낮아 감소시킬 수 있습니다. 접착, 마찰 감소, 절삭력 및 절삭 온도 감소.
최근 나노 코팅(Nanoeoating) 도구를 개발했습니다. 이 코팅된 도구는 다양한 코팅 재료(예: 금속/금속, 금속/세라믹, 세라믹/세라믹 등)의 다양한 조합을 사용하여 다양한 기능 및 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 적절하게 설계된 나노 코팅은 공구 재료가 우수한 마찰 방지 및 내마모 기능과 고속 건식 절단에 적합한 자체 윤활 특성을 갖도록 할 수 있습니다.
⑵ 코팅공구의 특징
코팅된 도구의 성능 특성은 다음과 같습니다.
① 우수한 기계 및 절단 성능: 코팅된 공구는 모재와 코팅재의 우수한 특성을 결합하여 모재의 우수한 인성과 높은 강도를 유지할 뿐만 아니라
