钛加工成本与螺旋解决方案

当制造团队队地理空间技术在Titanium CNC铣削作业中,为了寻找更好的刀具寿命和更好的性能,他们求助于Harvey performance公司和当地应用工程师Mike Kanigowski188金宝搏app苹果下载螺旋解决方案端铣刀.通过Mike的帮助,地理位组织技术,由铅磨机编程器镇赛卡里诺SOSA领导,实现了大规模的成功和成本节约,使他们完全将他们的工具曲目转移到他们商店的螺旋高性能结束厂。

挣扎着刀具生活

在使用helix之前,Geospace Technologies在钛合金(Ti-6AL-4V)零件的粗加工和精加工过程中遇到了工具寿命问题。对于他们的粗孔型,Geospace使用了竞争对手的4槽、3/8”直径、30°螺旋角和TiALN涂层的立铣刀。在传统的粗加工路径中,该工具以1750 RPM的速度运行,进给量为10 IPM。该工具将采取四步下降,其中三步的轴向切割深度为。200 ",最终通过在。100 ",总深度为。700 "。

完成后,该团队使用了与竞争对手相同的1/2”版本的工具,运行速度为900 RPM,进料速率为8 IPM。这需要两个通道,一个在。400 "深,最后一个在。700 "底部。

地理空间技术

通过这种策略和工具,该团队在每份15分钟和22秒的循环时间内创建高质量的零件,但仅在平均看到粗加工工具60件左右,以及大约120份的整理工具。这导致刀具成本高于他们想要的成本,并使用频繁的工具变化来降低团队宝贵的时间。

SOSA已经看到了其他商店的成功钛铣削使用螺旋液结束铣刀他们伸出了Kanigowski,看看螺旋可以帮助他们降低每个部分的成本,同时实现更好的完成。

在工具选择中拨号

当Mike与GeoSpace的团队联系时,他知道改变这项工作中使用的刀具的直接益处。用他们的精灵软件,该团队能够通过ESPRIT的“利润铣削”技术,使用高效铣削(HEM)刀具路径拨打新的程序。

使用下摆刀具路径到位,地理空间将需要新的高性能工具来充分利用编程调整。经过大量的测试和评估螺旋大量的若干选择钛的端铣刀《地球空间》(Geospace)选择了两个可靠的工具。

Hem Toolpaths的螺旋提供许多不同的选择钛铣削。在测试期间,GeoSpace的团队决定了螺旋EDP 59424.,直径3/8 ",7槽,角半径立铣刀。该工具具有可变间距几何和抵消突发削减者为最佳芯片抽空,降低谐波和最小化的床压,以及螺旋的APlus涂层,用于高耐温性,磨损减少和改进的工具寿命。

7长笛chipbreaker
7长笛芯片箱工具清新研磨机

当查看完成工具路径时,Geospace决定螺旋EDP 82566.,3/8“,6槽,方形螺母,来自螺旋众所周知的HEV-6产品系列。此工具采用可变音高设计,以帮助减轻喋喋不休,留下卓越的完成。虽然Helical还提供了几种用于钛的刀具路径的工具,但在测试过程中,该工具提供了具有最佳完成的地理空间,以获得其特定的零件几何。

HEV-6.
来自Helical Solutions HEV-6工具线的工具示例

体验“螺旋差”

使用新工具到位,SOSA的团队与螺旋联系以帮助拨打速度和饲料。螺旋技术团队能够让他们成立加工顾问职业,由螺旋解决方案工具后面的专家开发的先进速度和馈送计算器。通过这种“奇迹工作者”在他们的阿森纳应用程序,该团队能够轻松地在其新工具中拨打他们的特定材料等级,剪切深度和机器设置。

该团队立即看到了这项工作的正面结果和节省成本。他们能够将粗糙的刀具路径增加到4,500 rpm和157个IPM。精加工路径仍然很大程度上是相同的,但导致最终部分改进。总共,循环时间从15分钟和22秒下降到每份12分钟和17秒,这是伟大的,但工具生活的改善是SOSA最深刻的印象。

钛端铣刀

在车间中使用了新的螺旋立铣刀,Geospace能够在最小磨损的情况下下入580个零件。这使得粗加工工序的刀具寿命提高了近1000%,精加工工序的刀具寿命提高了483%。总的来说,一种粗糙的工具可以使用超过42小时的剪辑在需要更换之前。

消除每60个零件的工具更换的需要也是一个重要的时间 - 节省时间。恒定的工具变化导致严重的机器停机时间,这被淘汰了与螺旋端铣刀的较长刀具寿命。对于SOSA的团队的几个月来,似乎轻微不便的少数不便将在救赎时间中真正加起来几十个小时。

钛加工工具磨损
7个长笛枯萎的特写镜头以后切割42小时

在这个钛馆工作中看到的结果,地理空间很激动,因为他们从未在任何其他竞争对手品牌中经历过长期的替代工具生活。SOSA和他的团队很兴奋,继续在他们所有其他工作中使用螺旋解决方案产品,并继续使用Kanigowski和螺旋技术团队在拨入工具选择和速度以及未来项目的速度。

请参阅下面的螺旋立铣刀与竞争对手相比,在总成本和生产率方面的表现。这些数字测量每1000个零件,考虑到加工成本、更换刀具时间、人工成本、运行参数和周期时间。


钛加工成本节约

钢的淬透性

许多类型的钢对称为淬火的热处理方法具有有益的反应。工件材料的选择过程中最重要的标准之一是淬透性。淬透性描述了在从高温下淬火时可以硬化的深层,并且也可以称为硬化深度。

微观规模钢:

微观水平的第一级别的钢分类是它们的晶体结构,原子排列在空间中的方式。以身体为中心的立方(BCC)和面为中心的立方(FCC)配置是金属晶体结构的示例。在图1中可以看出BCC和FCC晶体结构的示例。记住,图1中的图像旨在显示原子位置,并且夸大原子之间的距离。

图1:BCC晶体结构(左)和FCC晶体结构(右)的示例

下一个分类级别是一个阶段。一种阶段是具有相同物理和化学性质的材料的均匀部分。钢有3个不同的阶段:

  1. 奥氏体:面心立方铁;以及具有FCC晶体结构的钢铁合金。
  2. 铁氧体:以BCC晶体结构为中心的立方铁和钢合金。
  3. 渗碳体:铁碳化物(Fe3.C)

本文最后讨论的分类层次是微观结构。上述三个相可以结合形成不同的钢组织。以下是这些微观组织及其一般力学性能的例子:

  • 马氏体:最难和最强的微观结构,但最脆弱
  • 珠光体:硬、强、韧,但不是特别坚韧
  • 贝氏体:具有理想的强度 - 延展性组合,比珠光体更硬,但不如马氏体一样难以

微观尺度硬化:

钢的淬透性是材料,其他合金元素和奥氏体的晶粒尺寸的碳含量的函数。奥氏体是γ相铁,并且在高温下,其原子结构经历从BCC配置到FCC构型的转变。

高淬透性是指合金在淬火时在材料的整个物体中产生高马氏体百分比的能力。通过快速淬火从高温淬火材料来产生硬化的钢。这涉及从100%奥氏体的状态快速过渡到高百分比的马氏体。如果钢的碳大于0.15%,则马氏体变为高度应变的体为中心立方体形式,并用碳饱和。碳有效地关闭了微观结构内的大多数滑动平面,产生非常坚硬且脆性的材料。如果猝灭速率不够快,则碳将弥漫奥氏体相。然后将钢成为珠光体,贝氏体,或者如果保持热长,铁素体。刚刚刚出的微观结构都没有像马氏体后的强度一样,并且通常被视为对大多数应用不利。

钢材热处理成功与否取决于三个因素:

  1. 试样的大小和形状
  2. 钢的成分
  3. 淬火方法

1.标本的尺寸和形状

在淬火过程中,在可以散发到淬火介质之前,必须将热量转移到样本的表面上。因此,样品冷却内部的速率取决于其表面积到体积比。比率越大,样品越快将冷却,因此更深层次的硬化效果。例如,具有1英寸直径的3英寸圆柱形杆的淬透性比3英寸的直径为1.5英寸。由于这种效果,具有比规则和圆形的形状更加淬火的拐角和边缘的部件更容易。图2是油淬灭95mm条的冷却曲线的采样时间温度变换(TTT)图。表面将转化为100%马氏体,而核心将含有一些贝氏体,因此具有较低的硬度。

图2:样本时间温度变换(TTT)图也称为等温变换图

2.钢的组成

重要的是要记住,不同的钢合金含有不同的元素组成。这些元素与钢中铁的含量之比可产生各种各样的力学性能。增加含碳量使钢更硬、更强,但韧性降低。铬是不锈钢中主要的合金元素,使金属具有很强的抗腐蚀能力。由于人类已经对钢铁的成分进行了超过一千年的修补,因此组合的数量是无穷无尽的。

由于有如此多的组合产生如此多不同的力学性能,标准化测试被用来帮助分类不同类型的钢。一种常见的硬化性测试是Jominy测试,如下面的图3所示。在这个测试中,将一块标准材料加热到100%奥氏体。然后将块迅速移动到水淬装置中。表面,或与水接触的区域,立即冷却,冷却的速度下降作为一个函数,从表面的距离。然后沿着样品的长度将平板磨到块上。沿着这块平地测量各点的硬度。然后将这些数据绘制在以硬度为y轴、距离为x轴的淬透性图表中。

图3:在淬火(左)和后硬度测试期间安装的Jominy End淬火标本的图(右)

淬透性曲线由摩数试验的结果构成。少量钢合金曲线的实例如图4所示。冷却速度降低(在短距离的硬度下降)中,允许更多时间用于碳扩散和形成更高比例的更良好的珠光体。这意味着较少的马氏体和较低的淬透性。在相对长的距离上保持更高硬度值的材料被认为是高度清除的。而且,两端的硬度差异越大,淬透性越低。它是典型的淬透性曲线,即随着淬火结束的距离增加,冷却速率降低。1040钢最初具有与4140和4340的硬度相同,但在样品的长度上极快地冷却。4140和4340钢以更逐渐速率冷却,因此具有更高的淬透性。4340相对于4140具有较少的极端冷却速率,因此具有三重叠的最高淬透性。

图4:4140,1040和4340钢的硬粘性图表

淬透性曲线取决于碳含量。钢中存在的碳的更大百分比将增加其硬度。应注意,图4中的所有三种合金含有相同量的碳(0.40%C)。碳不是唯一可以对淬透性产生影响的合金元素。这三个钢之间的淬透性行为的差异可以在其合金元素方面解释。下面的表1显示了每个钢中所合金化含量的比较。如图1040所示,碳钢是普通碳钢,因此除了铁以阻断碳原子外,还具有最低的淬透性。加入到4340的镍允许形成稍微大量的马氏体与4140相比,使其具有这三种合金的最高淬透性。大多数金属合金元素减缓珠光体,铁氧体和贝氏体的形成,因此它们增加了钢的淬透性。

表1显示了4340、4140和1040钢的合金含量

钢型: 镍(wt %): 钼(wt %): 铬(wt %):
4340. 1.85% 0.25% 0.80%
4140 0.00% 0.20% 1.00%
1040 0.00% 0.00% 0.00%

在一种材料组中可能会有不同的淬透性。在钢的工业生产过程中,每一批钢的元素组成和平均晶粒尺寸都不可避免地会有细微的变化。大多数情况下,材料的淬透性是用最大值和最小值曲线来表示的。

淬透性也随着奥氏体晶粒尺寸的增大而增大。颗粒是多晶金属中的单个晶体。想想一个彩色玻璃窗(像下面看到的),彩色玻璃将是颗粒,而焊接材料将它全部是颗粒边界。奥氏体、铁素体和渗碳体都是不同类型的晶粒,它们构成了钢的不同组织。在晶界处形成珠光体和贝氏体。这对硬化过程是有害的,因为马氏体是理想的组织,其他类型的组织阻碍了它的生长。马氏体是由奥氏体晶粒快速冷却而形成的,其转变过程尚不清楚。随着晶粒尺寸的增大,奥氏体晶粒增多,晶界减少。因此,珠光体、贝氏体等组织的形成机会较少,而马氏体的形成机会较多。

图5:五颜六色的玻璃件代表奥氏体的颗粒,在淬火时转变为所需的马氏体。颜色部分之间的黑色部分表示晶界。珠光体或贝氏体在淬火时形成的遗址。

3.淬火方法

如前所述,淬火的类型影响冷却速度。使用油、水、水性聚合物淬火剂或空气会通过工件内部产生不同的硬度。这也改变了淬透性曲线。水产生最严重的淬火,其次是油,然后是空气。水溶性聚合物淬灭剂的淬灭速度介于水和油之间,可以通过改变聚合物浓度和温度来针对特定的应用进行定制。搅拌的程度也影响散热的速度。淬火介质穿过试样的速度越快,淬火效果越好。当水淬对某种钢过于严厉时,通常使用油淬,因为水淬在处理时可能会开裂或翘曲。

图6:金属Wheeper淬火在油浴中铸造

加工硬化钢:

为加工硬化后的工件而选择的加工工具应选择的刀具类型取决于几个不同的变量。不考虑具体应用的几何要求,两个最重要的变量是材料的硬度及其淬硬化性。一些相对高应力的应用要求在整个工件内部产生至少80%的马氏体。通常,中等应力的零件在整个工件只需要大约50%的马氏体。当加工淬硬性很低的淬火金属时,标准的涂层整体硬质合金工具可以毫无问题地工作。这是因为工件最坚硬的部分仅限于其表面。当加工具有高淬透性的钢时,建议您使用专用几何铣刀这是针对该特定应用程序的。高淬透性会导致在整个体积中艰难的工件。Harvey工具在整个目录中有许多不同的刀具,包括钻孔钢,包括钻头,终端磨机,钥匙刀和雕刻箱。

概括:

淬透性是通过在整个体积的整个体积中形成马氏体来硬化铁合金的尺寸的衡量标准。选择钢材以及选择钢材时必须考虑的重要材料属性用于特定应用的切割工具.任何钢的硬化取决于零件的大小和形状,钢的分子组成,以及使用的淬火方法的类型。

用石墨擒抱:加工指南

尽管是柔软的材料,但石墨实际上是最困难的机器之一。有许多考虑因素需要在加工石墨零件时的工具,冷却剂使用和个人安全方面进行。This “188金宝慱 188djcIn The Loupe” post will examine graphite’s material properties, the key machining techniques to consider, and tips for properly selecting cutting tools to achieve success in this tricky material.

什么是石墨?

虽然石墨是碳的同素异形体,但这两个术语不能简单地互换。碳是一种可以形成几种不同的同素异形体的元素,包括石墨、钻石和富勒石。石墨碰巧是碳最稳定的形式,也是最常见的,因为在标准条件下,碳自然以石墨的形式存在。

石墨因其优异的导电性和耐高温、耐腐蚀而被广泛认可。这使得它成为航空航天、电极、核能、能源和军事工业中高温高压环境下的常见材料。

石墨材料数控

尽管石墨可以轻松处理高压环境,但它实际上是一种非常柔软、具有研磨性和脆性的材料。这可能会在加工时造成严重的挑战,因为石墨会消耗刀具,并严重降低刀具的使用寿命。然而,有了适当的工具和技术,有办法优化石墨加工,比竞争对手更有成本效益。

石墨加工技术

由于石墨是如此柔软和脆性的材料,因此需要在加工时进行特殊考虑,以避免削减它。为了得到一个良好的裁剪,建议您采用浅芯片载荷并在石墨中使用较低的进料速率。如果您以快速的进料速度取得沉重切割,您将开始削减石墨并可能使其完全裂缝。为了给出比较点,石墨的芯片载荷与铝材料的芯片载荷类似,但含有少于进料速率的一半。

为了给你一个石墨的速度和饲料的想法,这里有一个使用1/4″的例子哈维工具CVD金刚石涂层,4槽正方形铣刀.如果该工具在780 SFM的标准RPM以12,000的标准RPM运行,则推荐的芯片负载为.00292,用于140 IPM的进料速率。

石墨电极加工

在机器设置方面,要记住的一个主要提示是始终避免使用冷却剂.石墨是一种相当多孔的材料,因此它可以吸收冷却剂,并充当“冷却剂海绵”,这将导致成品零件出现问题。在机器内部和模具上,冷却剂实际上可以与石墨粉尘反应,并产生磨料浆,这将在加工时造成问题。在加工石墨时,建议采用真空系统来清理材料。否则,涂上涂层的工具应该能够变干。

当加工石墨时,另一件事要注意,因为石墨不会产生芯片,而是一片非常磨蚀的灰尘,它可能对操作员和机器有害而没有适当的护理。操作员应该戴着保护面膜,以避免吸入石墨灰尘。适当的通风和维持商店的空气质量也是在石墨中保护机械师的关键。

由于石墨灰尘也极为导电,因此它可以轻松损坏CNC机器内的非保护电路,这可能导致主要的电气问题。虽然不推荐冷却液,但真空系统可以帮助去除灰尘,使其能够在机器内积聚太多并防止严重问题。

石墨加工用刀具

如前所述,由于其极度磨蚀性,石墨是一种臭名昭着的切割工具杀手。即使是最高品质的碳化物端铣刀,如果留下未涂层,也会在大多数石墨工作中快速穿。这种极端磨损可能在操作期间迫使刀具改变,这可能在试图重新开始磨损工具离开的操作时导致零件中的缺陷。

石墨切割工具

选择用于石墨加工的切削工具时,涂层和切削刃是最重要的考虑因素。长笛计数,螺旋角,刀具几何形状的其他关键特征最终在购买石墨工具时最终到涂层。

用于石墨加工,CVD(化学气相沉积)金刚石涂层尽可能最大限度地建议使用刀具寿命和工具性能。将这些涂层直接生长到碳化物端铣刀中,改善硬度,并用涂层留下工具,涂层比PVD金刚石涂层厚5倍。虽然不是最锋利的边缘,CVD金刚石涂层提供比其他更长的刀具寿命金刚石涂料由于更厚的钻石层。

尽管CVD涂层工具与未涂层工具的初始工具成本更高,但由于CVD涂层工具比未涂层工具相当长的刀具寿命,这使得每个部分的成本显着缩小。在困难的材料中,像石墨一样,未涂层的碳化物工具将在石墨的磨蚀之前持续短时间,在石墨的磨蚀完全沿着切削刃下磨损。拥有CVD涂层工具将在竞争中给您一条腿,让您的机器运行更少的停机时间进行工具更改,并最终提供大量成本节约。

石墨立铣刀
来自Harvey工具的CVD金刚石涂层端磨机

总的来说,石墨可以是机器的难以造型的材料,但是用正确的切削刀具和适当的速度和饲料,您将在任何时候都能制作质量零件。哈维工具提供了一个广泛选择的CVD涂层端铣刀在各种直径,达到和削减的长度,以确保您拥有您所需的任何工作所需的内容。

用螺旋式的新型HVTI刀具轻松实现高效铣削

钛是一种臭名昭着的机器难以造型的材料,尤其是侵略性的刀具路径,例如与高效铣削(下摆)相关的刀具路径。螺旋解决方案的新工具系列,HVTI-6系列是专门为此目的而优化的,而且证明比竞争对手的同类工具延长20%的使用寿命

在表面水平,这些新的螺旋立铣刀具有角半径几何形状,6槽,并采用了Aplus涂层,以优化刀具寿命和提高切削性能。但这些立铣刀比标准6槽刀具的典型几何形状要多得多。HVTI-6的设计结合了独特的耙子、芯和边缘设计,使其在切割HEM刀具路径时比标准的6个钛槽刀具有优势。点击这里观看HVTI-6的行动!

钛立铣刀

HVTI-6的设计是哈维绩效公司创新和新产品开发团队的重大检测结果。188金宝搏app苹果下载这些团队已经花了很多月的测试工具,对材料和工具几何进行了深入的分析,并通过在全国各地的测试地点的削减中将这些工具推动了几个小时。

新的HVTI-6切割器在与由螺旋解答竞争对手提供的标准6槽工具相比,在钛时,在钛合金中进行了更高的金属去除率(MRR)和20%的刀具寿命。这种刀具寿命改善将在工具上产生巨大的成本,以及缩短循环时间和较低的每份成本。

螺旋HVTI钛合金

Harvey Performance Innovation团队的测试目标是钛级Ti6Al4V,这占了绝大多数钛被加工在北美。测试部分的设计和编程允许对工具进行更明确的敏捷性测试,将工具带入关键几何切割练习,如紧角、长直线切割和快速移动。

很多时间都花了Lyndex-Nikken.,高品质旋转桌,工具架和加工配件的制造商,在他们的芝加哥总部。通过在Lyndex-Nikken与团队合作,Harvey Performance Compan188金宝搏app苹果下载y团队能够在最佳条件下测试,顶级工具持有人,工作持有和加工中心。Lyndex还可用于提供他们对工具持有技术的专家支持,并且是这些工具测试过程的一个组成部分。下面可以在Lyndex设施拍摄的令人印象深刻的测试剪辑的视频。

观察hvti的行动

在这些测试中,HVTI能够在Ti6Al4V中以400 SFM和120 IPM运行HEM刀具路径,这是大部分测试的基线。

虽然由螺旋的标准6长笛工具仍然将在钛和其他硬质材料(钢,异国氏金属,铸铁)中进行高标准,但是HVTI-6是一种专门的、材料专用的工具专为HEM钛合金刀具路径设计。这些新工具的高级速度和馈送已经在加工顾问职业,并且完整的产品现已在螺旋中使用CAM工具库便于编程。

了解更多关于HVTI 6型钛槽立铣刀请访问螺旋解决方案网站。要了解有关下摆技术的更多信息,请下载哼哼指南有关此高级工具路径的完整指南。

深入看看螺旋涂层用于端铣刀

当加工难以加工的材料时,如因科乃尔,不锈钢或硬化钢,利用有效涂层对于维持来说是重要的工具寿命并完善你的结果。在寻找右边涂层,许多机器师在找到有效的解决方案之前尝试了几个 - 一种浪费宝贵的时间和金钱的过程。在涉及韧性材料的应用中获得普及的一种涂层螺旋的解决方案'Tplus.涂层。这篇文章将探索什么Tplus.涂层是(而不是),并且当它最适合您的特定工作时。

tplus涂层

什么是螺旋解决方案'Tplus.涂层吗?

螺旋的T+涂层是一种基于钛的多层涂层,通过物理气相沉积(PVD)方法施加。这种涂层方法发生在接近真空中并将微米厚的层均匀地分布到适当的制备的工具上。T.+是一种溢价,多层,钛涂层,可提高边缘强度,耐磨性和刀具寿命。

tplus涂层

什么时候应该使用机械师Tplus.涂层吗?

在难以机材料时工作

Tplus.涂层在诸如Inconel,不锈钢,硬化钢,和其他合金钢的硬度高达65 rc。它为您的工具提供高硬度(44 GPA),创造更强大的切削刃并导致延长刀具寿命。

在高温应用中工作时

当您在黑色材料中运行应用程序时酷热加工硬化是一种可能性,t+是一个很好的解决方案,因为它的设计能够承受高温(高达2192°)。

在干式加工中的应用

缺少冷却剂, 不要怕!T.+涂层是一种可行的选择,因为它可以处理加工的热量。低摩擦系数(0.35)保证干加工方面的显着性能,并允许Tplus.涂层工具在整个部件平滑地移动,产生较少的热量,这在没有冷却剂的应用中非常有益。

在大型生产中

在高生产过程中,真的是t+涂层的优点在于,它的特性使你的工具在主轴内停留的时间更长,避免了更换磨损的工具的时间,从而产生了更多的零件。

加工贵金属

由于它们的宽范围的材料特性和高成本,贵金属可以特别难以加工。以下文章将介绍这些元素及其合金,并为如何有效且有效地提供如何机器的指南。

的元素

贵金属有时被称为“贵金属”,它由元素周期表中间的八种元素组成(见下图1)。这八种金属是:

  1. 银(ag)
  2. 锇(OS)
  3. 铱星(IR)
  4. 铂金(PT)
  5. 黄金(Au)

这些元素是地球上的一些最稀有的材料,因此可以非常昂贵。黄金和银可以在纯粹的块状形成中找到,使它们更容易获得。然而,其他六种元素通常被发现在四个金属的原料矿石中混合,它们在下面的周期表:铁(Fe),钴(Co),镍(Ni)和铜(Cu)中。这些元素是贵金属的子集,并且通常称为铂族基团金属(PGM)。因为它们在生矿石中发现,这使得采矿和提取困难,大大提高了成本。由于他们的高价格标签,首次加工这些材料对商店的效率非常重要。

加工金属

图1:与蓝色盒装的8个贵金属的周期性表。图像来源:clearscience.tumblr.com.

贵金属的基本性质和组成

贵金属具有值得注意的材料性质,因为它们是特性柔软的,韧性和抗氧化的。它们被称为“贵族”金属,因为它们对大多数类型的化学和环境攻击抵抗力。表1列出了几种贵金属以其元素形式的讲述材料属性。为了比较目的,它们并排,具有6061 al和4140钢。通常,只有铂族金属是主要由铂组成的合金(具有较小的Ru,Rh,Pa,OS,IR),只使用金和银。贵金属对于非常致密并且具有高熔点来说是值得注意的,这使得它们适用于各种应用。

表1:贵金属的冷加工材料性能,4140钢和6061铝

贵金属

贵金属的常见加工应用

银和金具有特别有利的导热性和电阻率。这些值在表2中列出,以及CC1000(退火铜)和退火的6061铝,用于比较目的。铜通常用于电气布线,因为其电阻率相对较低,即使银也会使其更好的替代品。这不是一般公约的明显原因是银与铜的成本。已经说,铜通常在电接触区域镀金,因为它在延长使用后倾向于氧化物,这降低了其电阻率。如前所述,已知金和其他贵金属抗氧化。这种腐蚀性是它们用于电子行业的阴极保护系统的主要原因。

表2:Ag,Au,Cu和Al的导热性和电阻率

加工金属

铂及其相应的合金提供了最多的应用,因为它可以实现许多不同的机械性能,同时仍然保持贵金属的好处(高熔点,延展性和抗氧化性)。表3列出了铂和一些其他的铂,每个都有自己的机械性能。这些性能的差异取决于添加到铂中的合金元素,合金金属的百分比,以及材料是否经过冷加工或退火。合金化能显著提高材料的抗拉强度和硬度,同时降低材料的延展性。这种抗拉强度/硬度的增加与塑性的减少的比率取决于添加的金属以及添加多少,如表3所示。一般来说,这取决于所添加元素的颗粒大小以及其天然晶体结构。钌和锇具有特殊的晶体结构,加入铂中具有显著的硬化效果。特别是Pt-Os合金非常坚硬,实际上不可行,在现实世界中没有太多应用。然而,在铂上添加其他4种PGMs允许各种用途的一系列机械性能。

表3:PGM材料特性(注意:硬度和拉伸强度是冷工作值)

加工金属

铂及其合金具有生物相容性,使它们能够长时间放置在人体中而不会引起不良反应或中毒。因此,包括心脏肌肉螺钉固定、支架和血管成形术设备标记带在内的医疗设备都是由铂及其合金制成的。金和钯也常用于牙科。

Pt-Ir合金明显比任何其他合金更硬和更强,是汽车工业火花塞的优秀头部。铑有时被添加到Pt-Ir合金中,以降低材料的弹性(因为它们被用作医用弹簧线),同时增加其可加工性。铂和铂铑线对在测量温度方面非常有效,因此用于热电偶。

加工贵金属

加工时影响最大的两个参数是硬度和伸长率。在整个制造业中,硬度被机械师和工程师所熟知,因为它表明了材料的抗变形或切削性。伸长率是用来量化材料延展性的一种测量方法。它向设计者表明了结构在断裂前塑性(永久)变形的程度。例如,韧性塑料,如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)有350-525%的伸长率,而更脆的材料,如油淬和回火铸铁(120-90-02级)有大约2%的伸长率。因此,延伸率越大,材料的“粘性”就越大。粘性材料容易构建边缘,并具有生产长串的芯片的趋势。

贵金属的工具

材料的延展性使得锋利的切削工具对切割贵重金属至关重要。铝合金工具的可变螺旋可用于纯金,银色和铂等较软的材料。

加工金属

图2:用于铝合金的可变螺旋方形铣床

更高的硬度材料仍然需要锋利的切削刃。因此,一个人最好的选择是投资一个PCD钻石也是如此l. PCD晶圆具有能够切割非常坚硬的材料与标准HSS和碳化物切割边缘相比,在保持相对长的时间内保持锋利的切削刃。

加工金属

图3:PCD Diamond Square End Mill

速度和饲料图表:

加工金属

图4:使用正方形有色金属时,贵金属的速度和馈送,3x LOC

加工金属

图5:使用2槽方形PCD端铣刀时贵金属的速度和馈送

关于螺旋溶液的Zplus涂层有什么需要了解的

有色金属和非金属材料通常不被认为是难以机器的,因此,机械师经常忽略工具涂层的使用。但是,虽然这些材料可能不会与硬化钢和其他亚铁材料相同的加工困难,但涂层仍然可以在有色金属应用中大大提高性能。例如,诸如铝和石墨之类的材料可能导致机械师是头痛,因为它们通常从磨损中产生。为了缓解有色金属加工应用中的这些问题,一种流行的涂层选择是螺旋溶液的z+涂层。

zplus涂层

什么是螺旋解决方案的z+涂层吗?

螺旋的Z+是氮化锆基涂层,通过物理气相沉积(PVD)方法施加。这种涂层方法发生在真空中,并将层的层形成厚在正确的制备工具上。氮化锆不与各种有色金属化学反应,增加工具的润滑性并触及芯片疏散。

zplus涂层

什么时候机械师应该使用螺旋解+

研磨材料的加工

Z.+最初创建的是在铝制中工作,其硬度水平和1,10°F的最大工作温度使其能够良好地工作在其他磨料形式有色金属材料。这种涂层降低了工具和零件之间的摩擦系数,使其更容易通过更耐磨的材料。这种耐磨性降低了磨损速率工具磨损,延长刀具寿命。

对高效芯片疏散的关注

这种涂层的主要作用之一是增加涂层的光滑度笛子该工具,允许更有效的芯片去除。通过降低工具和材料之间的摩擦量,芯片不会粘附到工具上,有助于防止芯片包装。由涂层提供的增加的润滑性和平滑度允许从切削工具中获得更高水平的性能。Z.+也推荐用于更柔软,胶粘合金,因为光滑的表面可以最大限度地提高材料的润滑性,这就降低了在加工时那些粘性较强的碎屑粘在刀具上的可能性。

大型生产经营

未涂层的工具可以很多形式工作有色金属应用.但是,要为您的工作获得真正的成本效益的工具,强烈建议使用适当的涂层。由于它们的使用增加,众所周知,众所周知,大量生产运行在工具上放置了大量磨损,并且通过利用适当的涂层,工具工作寿命可能存在显着改善。

Z是什么时候+涂层对我的申请没有有益吗?

完成应用程序

当你的零件完成对于它的最终应用是至关重要的,机械师可能会考虑使用无涂层的工具。与任何涂层一样,ZrN将在切削刃的尖端留下一个非常小的圆形边缘。最好的抛光通常需要非常锋利的工具,而未涂涂层的工具比涂涂层的工具有更锋利的切削刃。

关于哈维工具的TiB2涂层有什么需要了解的

铝和镁合金是在世界各地的机械工厂中发现的常见材料,被认为是一种“更容易”加工的材料。然而,机械师在加工这种材料时,如果他们没有准备合适的工具,仍然会遇到打嗝。当使用铝和镁合金时,选择一种能够延长工具寿命并有助于清除碎屑的涂层是很重要的。这种材料桶最受欢迎的选择是Harvey Tool的TiB2涂层。

什么是哈维工具的TiB2涂层?

Harvey Tool的TiB2涂层是一种陶瓷基的二硼化钛涂层,在加工过程中具有极佳的抗侵蚀性能。TiB2是通过物理气相沉积(PVD)的方法添加到工具上的,该方法是在真空中进行的,在那里粒子蒸发并应用到表面上,在正确准备的工具上形成薄层材料。这种方法使涂层具有耐腐蚀和抗变色性能。

TIB2规格

TIB2在Harvey工具的产品目录中识别,SKU编号之后的“-C8”。它可以在哈维工具的可变螺旋端铣刀中提供,用于铝合金,双角柄切割机和微型高性能钻头的铝合金。

什么时候机械师应该使用TIB2?

芯片疏散问题

TiB2对铝的亲和力极低,这有助于芯片的撤离过程。简单地说,如果一种材料的芯片与所使用的涂层没有高亲和力,那么它们能够更容易地从芯片谷中撤离。TiB2涂层不会与铝和镁发生化学反应,这有利于更平滑的芯片撤离,因为芯片不会粘附在涂层上,从而产生芯片封装等问题。这是一种常见的加工事故,可以导致零件和刀具损坏,快速脱轨的加工操作。通过使用一层增加刀具润滑性的涂层,切屑将没有表面可粘附,并将更平稳地从刀具凹槽中排出。

大型生产经营

虽然未涂涂层的工具在某些应用中可能工作得很好,但不是所有应用都能在不涂涂层的情况下成功。当工作与大型生产运行时,工具需要支撑通过加工大量零件的过程,使用涂层总是推荐的,因为他们延长了你的工具的寿命。

什么时候涂层涂层对我的申请没有有益?

极端磨料材料

在PVD涂布过程中,工具可达到超过500°F的温度,这可能导致碳化物韧性略微下降。由于将涂层放置在碳化物上,该过程通常不会损害工具的性能。然后涂层保护略微弱化的边缘并提高推荐材料的工具性能。当工具通过高度磨料材料令人难以置信地运行工具时,微骨折仅开始出现,导致工具使用寿命减少。

非常柔软的材料

涂层,虽然最多只有几微米,但仍然为其放置的工具的切削刃提供了一个可靠的圆形边缘。考虑到这一点非常重要,因为建议使用诸如软塑料等材料时的最尖锐的工具。最尖锐的边缘可能会降低可能在材料上发生的任何“推动”的可能性,并增加加工时适当“剪切”的可能性。

完成时至关重要

如果您的部件的完成对最终产品来说是必不可少的,那么无涂层的工具可能更适合您的应用程序。涂层,如上所述,创建一个微观的圆形表面的工具的切割边缘。当以精加工速度运行工具并进给像铝这样的材料时,锋利的边缘会造成成品是否通过最终检验的差异。

特定材料的模具如何获得回报

机器师面临着许多问题,同时选择了他们的工作的正确工具。One key decision that must be made is whether a material specific tool is appropriate and necessary for the application that’s going to be performed – whether the benefits of using this type of tool outweigh the higher price tag than that of a tool designed for use in a variety of materials. There are four main categories to consider when deciding whether a material specific tool is your best bet: internal tool geometry, coatings, material removal rates (MRR), and cost.

何时利用材料特定的工具

你是一家商店的机械师,主要用一种类型的材料处理吗?或者,您通常在一天中经常更换材料吗?此外,你一次做多少份?这些是您必须在制定工具决策之前问自己的问题。

材料特定的工具最好利用多个部件加工相同的材料。例如,如果您的商店正在加工1,000个塑料零件,请选择一个选择a为这种材料设计的工具由于您的工具不仅持续时间,但表现更好。如果为您的商店的加工灵活性至关重要,如果您只是加工几个部分,或者如果零件完成不太重要,则常规终端磨机可能就足够了。

特殊材料模具的利弊

购买具有材料特定工具的利弊。

凡好

  • 工具几何设计的材料,你的工作,以达到最好的结果。
  • 涂层优化的材料,你切割。
  • 更具侵略性的速度和饲料,并因此提升了MRR。
  • 增加工具寿命。

cons

  • 较高前期成本,但如果在适当的情况下使用长期节省。
  • 更少的灵活性机会。虽然大多数立铣刀可能适用于许多工作和许多机器,材料特殊的立铣刀是为使用特定的材料设计的

物料特定工具的特殊优势

独特的内部工具几何

许多制造商提供专门用于特定材料桶的工具。例如,Harvey Tool针对特定工具的材料有不同的目录部分硬化钢材异国情调的合金中合金钢免费加工钢材铝合金塑料有色金属材料的金刚石工具,复合材料.这些部分中发现的工具的特殊几何优化了,以允许该工具在其选择材料组中最佳地执行。

例如,机器师可以面对困境,同时准备将塑料部件机械。虽然找到了一个终端磨坊哈维工具的微型磨坊部分肯定可以机器这种材料,哈维工具的终端磨机为机器塑料提供高耙,高浮雕设计。这是塑料的理想选择,因为您希望有效地切割和形成芯片,而工具的强度较少令人担忧。高耙和高浮雕会产生一个尖锐的切削刃,可以在金属中迅速分解。然而,在塑料中,这种有效地剪切材料并将热量转移到芯片中以在您的部件中产生良好的表面。

材料特定的工具

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特定涂层和基材,用于最佳性能

选择物料特定工具的一个关键益处是能够利用可用于该材料的最佳涂层选择。工具涂层提供许多功能,包括改进的润滑性,提高刀具寿命和更高质量的部分。此外,涂层工具通常可以比未涂层工具快约10%。

虽然许多制造商将特别涂层标准立铣刀在您的要求,这需要额外的时间和成本。在其具体目录部分,哈维工具提供涂层工具库存并准备发货。例如,他们的硬化钢材异国情调的合金类别利用ALTIN纳米涂层。这是一种独特的纳米复合涂层,其最大工作温度为2,100°F,并且显示出材料的改善性能,例如硬化钢,钛合金和Inconel等材料。

提高材料去除率

由于材料特定的工具具有作业的最佳工具几何形状,因此运行参数通常能够更具侵略性。任何机械师都知道材料拆除率MRR (MRR)是与车间效率最密切相关的指标,因为在给定的一段时间内,从一个零件上移除的材料越多,零件生产的速度就越快,车间的产量也就越高。

下面的例子比较了哈维工具的小型立铣刀和特殊材料立铣刀的运行参数。你可以注意到,虽然两种工具之间的关键几何形状是相同的,并且使用相同的材料和相同的操作,但切屑负载(+25%),线性进给率(+33%),和切割深度(+43%)被提高。这允许在更短的时间内移除更多的材料。

微型磨机

零件号:836408

描述:3长笛1/8英寸直径3x LOC方形Stub和标准

材料:6061铝

应用:开槽

速度:10000转

芯片负载:.00124 IPT

线性馈送:37.2 IPM

doc:.04375

材料特定的工具

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材料专用立铣刀

零件号:942308

描述:3槽1/8英寸直径3x LOM方形变量螺旋用于铝合金

材料:6061铝

应用:开槽

速度:10000转

芯片负载:.00165 IPT

线性饲料:49.5 IPM

道格:.0625

材料特定的工具

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广泛的成本节省

下图显示了微型端铣刀部分,项目中找到的工具之间的成本分析分析993893-C3.;和在材料特定终端铣刀部分,项目中找到的工具933293-C6.与加工1,000个零件相比,总共节省了近2,500美元。

材料特定的工具

材料特定的工具总结

总之,特殊材料立铣刀有许多好处,但最好在某些情况下使用。虽然这些工具的初始成本较高,但从长远来看,它们可以通过在给定的时间内使用更长的时间和生产更多的零件来节省你的工作时间和金钱。

杀码不锈钢:加工指南

在许多商店,不锈钢可以像铝一样常见,特别是在制造航空航天和汽车工业的零部件时。它是一种相当通用的材料,具有许多不同的合金和等级,可以适应各种各样的应用。然而,它也是最难加工的。不锈钢是臭名昭著的终端杀手,所以请速度和容量选择正确的工具对于加工成功至关重要。

材料特性

不锈钢是高合金钢,对碳钢和低合金钢具有优异的耐腐蚀性能。这主要是由于它们的高铬含量,大多数等级的不锈钢合金至少含有10%的铬元素。

不锈钢可分为五类:奥氏体、铁素体、马氏体、沉淀硬化(PH)和双相。在每个类别中,都有一种基本的、通用的合金。在此基础上,对组合进行小的更改,以便为各种应用程序创建特定的属性。

出于参考,以下是每个分组的属性,以及流行等级的几个例子及其常见用途。

类别 特性 流行等级 共同使用
奥氏体 非磁性,出色的腐蚀和耐热性。 304年,316年 食品加工设备、水槽、螺栓、螺母等紧固件。
铁素体 磁性,耐腐蚀性和耐热性低于奥氏体。 430,446 汽车部件和厨房用具。
马氏体 磁性,适度的耐腐蚀性 - 不是严重腐蚀。 416,420,440 刀具,枪械,手术器械和手动工具。
沉淀硬化(pH) 强度等级高,可热处理,耐腐蚀性强。 17-4 pH,15-5 pH值 航空航天部件。
双工 更强的奥氏体和铁素体混合物。 244,2304,2507 水处理厂,压力容器。

工具的选择

选择正确的应用工具在加工不锈钢时至关重要。粗加工,精加工,开槽和高效铣削通过选择正确的终端磨机风格,刀具路径都可以针对不锈钢进行优化。

传统粗加工

对于传统的粗加工,建议使用4或5槽端铣刀。5台槽式立铣刀将允许更高的饲料率,而不是其4个长笛对应物,但是任何风格都适用于粗加工应用。以下是17-4不锈钢中传统粗加工的优秀例子。

开槽

用于在不锈钢中打开,芯片疏散将是关键。为此原因,4长笛工具是最佳选择,因为较低的槽数允许更有效的芯片疏散。具有膨胀机几何的工具还使不锈钢的有效槽,因为较小的芯片更容易从切割撤离。

不锈钢加工

完成

完成不锈钢部件时,最佳效果需要高槽数和/或高螺旋。用于不锈钢的终端铣刀将有超过40度的螺旋角度,长笛计数为5或更多。对于更具侵略性的整理刀具路径,长笛计数可以从7张长笛到高达14.以下是17-4不锈钢的整理运行的一个很好的例子。

高效铣削

高效铣削如果选择了正确的工具,可以是不锈钢钢中非常有效的加工技术。Chipbreaker呢坯在5或7张长笛风格中,可以做出优异的选择,而标准5-7长笛,可变间距终端铣刀也可以在下摆刀具路径中表现良好。

不锈钢

HEV-5.

螺旋解提供了HEV-5.终端磨机,这是一种用于各种应用的极其多功能的工具。HEV-5在整理和下摆刀具路径中擅长,并且在开槽和传统粗加工方面也经常高于平均水平。这款圆形工具的方形,转角半径和长达款式可供选择,这是一款绝佳的选择刀具,并优化不锈钢加工。

不锈钢加工

运行参数

虽然刀具选择是更有效加工的关键步骤,拨号在适当的运行参数同样重要。有许多因素决定不锈钢加工的运行参数,但有一些一般的指导方针作为起点。

一般来说,当加工不锈钢时,建议使用100-350之间的SFM,芯片负载范围在0.0005英寸的1/8“端铣刀之间,高达.006”为1英寸磨机。可以提供这些一般指南的完全分解在这里

加工顾问职业

加工顾问职业是一个尖端资源,旨在精确计算运行参数的高性能螺旋解决方案立铣刀的材料,如不锈钢,铝,和更多。简单地输入您的工具,您确切的材料等级,和机器设置和机加工顾问专业将产生完全可定制的运行参数。这个免费资源允许您更努力、更快、更聪明地推动您的工具,从而真正主宰竞争。

综上所述

不锈钢加工并不难。通过为每个零件确定合适的材料等级,选择完美的刀具,优化运行参数,不锈钢加工的头痛可以成为过去。