Como escolher pastilhas de metal duro?

O que são pastilhas de metal duro?

Na metalurgia moderna,inserções de metal durosão ferramentas essenciais para melhorar a eficiência da usinagem e garantir a precisão da usinagem. As pastilhas de metal duro normalmente são feitas pela sinterização de partículas de carboneto de tungstênio de alta-dureza com um aglutinante de metal sob alta temperatura e pressão. Sua dureza é muito maior que a do aço rápido-de alta velocidade (HSS), além de possuir excelente tenacidade e resistência ao lascamento, permitindo que eles lidem com ambientes de corte de alta-velocidade e alta-carga.

• Alta dureza:resistente ao-desgaste, adequado para corte em-alta velocidade
• Alta tenacidade:Não se quebra facilmente, é adaptável a cortes pesados ​​e impactos.
• Resistência a altas temperaturas:Não amolece ou deforma facilmente durante o processo de corte.
• Várias opções de revestimento disponíveis:melhora a resistência ao desgaste, reduz a aderência e prolonga a vida útil da ferramenta.
• Várias formas e tamanhos:adequado para torneamento, fresamento, furação e outros métodos de usinagem.
• Design indexável:Uma lâmina pode ser usada várias vezes, reduzindo custos.

As pastilhas de metal duro são amplamente utilizadas em vários processos de usinagem, como torneamento, fresamento e furação, e são ferramentas indispensáveis ​​na usinagem CNC moderna, fabricação de moldes e produção de peças de alta{0}}precisão. No entanto, os tipos, classes, formatos e revestimentos das pastilhas no mercado variam, tornando a seleção das pastilhas adequadas um grande desafio para engenheiros e pessoal de compras.

A escolha das pastilhas de metal duro certas pode melhorar significativamente a eficiência da usinagem, prolongar a vida útil da ferramenta, reduzir os custos de produção e garantir a precisão dimensional e a qualidade da superfície das peças usinadas.

Compreendendo as classes de pastilhas de metal duro

A classe da ferramenta de corte é um padrão de classificação para a combinação de propriedades (dureza, tenacidade, resistência ao desgaste, etc.) de materiais de ferramentas de corte de metal duro. Ele determina a carga e a taxa de desgaste que a ferramenta de corte pode suportar durante o corte e é um fator essencial que afeta o desempenho de corte e a vida útil da ferramenta. Diferentes notas têm características únicas:

• Série P: Alta dureza, tenacidade moderada, adequada para usinagem de precisão em geral, com equilíbrio entre resistência ao desgaste e capacidade anti-lascamento.
• Série M: Alta tenacidade, capaz de suportar certos impactos durante o processamento, resistência moderada ao desgaste e resistência da ponta relativamente estável.
• Série K: Excelente resistência ao desgaste, mas tenacidade relativamente baixa, adequada para aplicações que exigem corte estável por longos períodos.
• Série N: ponta de corte afiada, velocidade de corte leve, tenacidade equilibrada e resistência ao desgaste, adequada para condições de usinagem-de carga leve.
• Série S: Maior tenacidade, pode suportar maior impacto e alta{0}}carga de corte, mas a resistência ao desgaste é ligeiramente inferior à da série K.
• Série H: o desempenho geral é bem{0}equilibrado, adequado para cenários de usinagem que exigem vida útil da ferramenta e estabilidade de corte.

Ao selecionar classes de pastilhas de metal duro, deve-se prestar atenção ao equilíbrio entre dureza, tenacidade, resistência ao desgaste e resistência da ponta, em vez de simplesmente buscar alta dureza ou alta tenacidade. A correspondência de classe apropriada pode manter a estabilidade da ferramenta sob diferentes condições de usinagem, prolongar a vida útil da ferramenta e melhorar a eficiência da usinagem.

Especifique os materiais de processamento

O primeiro passo na escolhainserções de metal duroé entender o tipo de material que você irá usinar. As diferenças significativas na dureza, tenacidade, condutividade térmica e propriedades de corte do material impactam diretamente a seleção da classe da pastilha, do revestimento e da geometria.

Aço (aço carbono/aço ligado)

A alta geração de calor durante a usinagem pode facilmente causar desgaste ou lascamento da ferramenta. São recomendadas ferramentas da série P-, geralmente com revestimento TiN ou TiAlN para equilibrar resistência ao desgaste e tenacidade. Para aços de alta-dureza, os parâmetros de corte devem ser controlados para evitar tensão excessiva na ponta da ferramenta.

Aço inoxidável

Durante a usinagem, a ferramenta de corte tende a emperrar, resultando em aresta postiça-. Portanto, as inserções da série M-devem ser selecionadas e os revestimentos-antiaderentes (como TiAlN ou AlTiN) devem ter prioridade. Na usinagem de peças-de paredes finas ou de precisão, um formato de pastilha-de corte leve pode ser usado para reduzir a oscilação e melhorar a qualidade da superfície.

Ferro fundido

Duro e quebradiço, com alta resistência ao desgaste. As pastilhas da série K-têm forte resistência ao desgaste. Pastilhas-de uso geral podem ser selecionadas para ferro fundido cinzento, enquanto pastilhas com alta capacidade anti-lascamento devem ser selecionadas para ferro fundido dúctil, e atenção deve ser dada aos parâmetros de corte para reduzir a vibração.

Metais não-ferrosos (alumínio, cobre, etc.)

Corta rapidamente, mas tende a aderir à ferramenta. São recomendadas inserções da série N-; preste atenção à nitidez da ponta e ao design de evacuação de cavacos para evitar entupimento. Ao usinar peças-de alumínio com paredes finas, reduza a profundidade de corte adequadamente para evitar deformações.

Ligas-de alta temperatura e ligas de titânio

O processo de usinagem é difícil, a temperatura de corte é alta e as pastilhas de corte estão sujeitas a lascas ou danos térmicos. As pastilhas da série S-são as mais adequadas, mas exigem o uso de uma refrigeração de alta-eficiência e controle rigoroso da velocidade de corte e taxa de avanço.

Ao analisar com precisão os materiais que estão sendo processados, podemos não apenas restringir rapidamente a gama de ferramentas de corte disponíveis, mas também evitar custos de tentativa e erro no processamento real, garantindo a operação estável das ferramentas de corte.

Defina claramente o método de processamento

Além do material em si, o método de usinagem é igualmente crucial para a seleção das pastilhas de metal duro. As diferenças nas forças de corte, estabilidade e métodos de remoção de cavacos em diferentes processos determinam as diferentes orientações da geometria da pastilha, design do ângulo de saída e resistência da aresta.

Virando

As operações de torneamento exigem muito da estabilidade e resistência à vibração das pastilhas de corte, especialmente na usinagem de diâmetros externos, faces finais e contornos. As pastilhas rombóides comuns (como 80 graus, 55 graus ou 35 graus) oferecem um equilíbrio entre flexibilidade de corte e resistência da aresta, tornando-as adequadas para a maioria das operações gerais de torneamento.

Na usinagem de eixos longos ou peças delgadas, deve-se preferir ângulo de saída negativo ou pastilhas de ponta reforçadas para reduzir o risco de vibração e lascamento, aumentando a resistência da aresta de corte. Para acabamento ou corte de pequenas{1}}massas, podem ser usadas pastilhas com ângulo de saída positivo, que apresentam menor resistência ao corte e ajudam a melhorar o acabamento superficial e a estabilidade dimensional.

Fresagem

Durante o fresamento, a pastilha de corte precisa entrar e sair repetidamente da zona de corte, exigindo alta capacidade de remoção de cavacos e resistência ao impacto da aresta de corte. Para corte ou acabamento leve, a geometria da pastilha com ângulo de saída positivo e aresta de corte viva pode ser selecionada para reduzir as forças de corte e minimizar a deformação de peças-com paredes finas.

Em fresamento de alta-velocidade ou usinagem de alto{1}}avanço, pastilhas com ângulos de saída negativos ou compostos são normalmente usadas para aumentar a resistência da aresta e a resistência ao desgaste, além de prolongar a vida útil. Para usinar canais profundos ou cavidades complexas, a espessura da pastilha e o projeto do ângulo traseiro também devem ser considerados para garantir rigidez e tolerância de corte suficientes.

Perfuração

As pastilhas de furação precisam suportar grandes forças axiais e pressões laterais simultaneamente, exigindo mais da estabilidade geométrica das pastilhas. As pastilhas de perfuração especializadas comumente usadas, ou aquelas com estruturas em cunha ou triangulares, ajudam a distribuir a carga de corte e reduzem o risco de lascamento.

Na usinagem de furos profundos, o ângulo da aresta de corte e o design do canal de cavacos das pastilhas são particularmente críticos. Eles devem ser combinados com um ângulo de inclinação e nitidez razoáveis ​​para garantir uma remoção suave dos cavacos. Ao mesmo tempo, o uso de refrigeração para controlar o calor de corte é essencial para estabilizar a precisão do diâmetro do furo e prolongar a vida útil da pastilha.

Definir o método de processamento e refiná-lo ainda mais para a geometria, tipo de ângulo de inclinação e estrutura de ponta da ferramenta de corte pode ajudar os engenheiros a fazer escolhas mais razoáveis ​​sob diferentes condições de trabalho, melhorando assim a estabilidade geral do processamento e reduzindo o desgaste anormal, o que é especialmente valioso em peças de precisão e produção em massa.

Requisitos de precisão e eficiência de usinagem

A precisão e a eficiência da usinagem afetam diretamente os custos de produção e a vida útil da ferramenta. Diferentes peças de trabalho têm requisitos significativamente diferentes em termos de acabamento superficial, precisão dimensional e tempo de ciclo de produção.

Peças de alta-precisão:Requer alta estabilidade da lâmina, incluindo ponta afiada, geometria estável e revestimento uniforme para evitar vibração ou deformação durante a usinagem. Adequado para peças aeroespaciais, processamento de moldes ou peças de eixo de precisão.

Para peças usinadas-de alto volume ou-grosseiras:mais atenção é dada à durabilidade da ferramenta e à eficiência de corte. Pastilhas com alta resistência ao desgaste e classe apropriada podem ser selecionadas para equilibrar a velocidade de corte e a vida útil da pastilha, reduzir a frequência de substituição da pastilha e aumentar o tempo do ciclo de produção.

Em cenários de usinagem mista, onde é realizado desbaste seguido de acabamento, diferentes pastilhas podem ser utilizadas juntas. As pastilhas de desbaste possuem alta resistência ao desgaste, enquanto as pastilhas de acabamento possuem alto acabamento superficial, garantindo a qualidade da peça final.

Ao definir claramente os requisitos de precisão e eficiência de usinagem, as equipes de compras e engenharia podem levar em consideração qualidade, eficiência e custo ao selecionar ferramentas de corte, evitando problemas de usinagem ou interrupções de produção causadas por seleção inadequada de ferramentas, ao mesmo tempo que fornecem dados básicos para posterior otimização do processo.

Inserir tipo de revestimento

O revestimento desempenha um papel crucial nainserções de metal duro, não apenas melhorando a resistência ao desgaste, mas também melhorando o desempenho de corte e reduzindo a temperatura de corte, prolongando significativamente a vida útil da ferramenta. Diferentes materiais de usinagem e condições de corte impõem diferentes requisitos ao revestimento; tipos de revestimento comuns e suas características são os seguintes:

TiN (nitreto de titânio)

Um revestimento clássico-de uso geral com boa resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito, adequado para operações de-carga baixa ou corte leve-. O revestimento TiN tem uma superfície amarela-dourada, reduz a aderência entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho e é adequado para usinagem de aço e ferro fundido em geral.

TiAlN (nitreto de alumínio e titânio)

Ele apresenta excelente resistência a altas-temperaturas, capaz de suportar as altas temperaturas geradas pelo corte em alta-velocidade, tornando-o adequado para corte em velocidade média- e alta-de aço, aço inoxidável e alguns materiais de liga. O revestimento TiAlN forma uma camada protetora de alumina em altas temperaturas, aumentando ainda mais a vida útil da ferramenta.

AlTiN (nitreto de alumínio e titânio)

Ele exibe resistência ao desgaste extremamente alta e capacidade anti-lascamento, tornando-o particularmente adequado para usinagem de ligas de alta-dureza ou alta-temperatura. A alta dureza superficial do revestimento AlTiN permite manter a integridade da ponta da ferramenta sob altas cargas, reduzindo o risco de lascamento e quebra.

Revestimentos compostos multicamadas (por exemplo, TiCN/TiAlN)

Ao otimizar a resistência ao desgaste e a tenacidade por meio de uma estrutura de múltiplas-camadas, ele é adequado para usinar materiais-difíceis de-cortar, como ligas de titânio, ligas de{3}}altas temperaturas e aços endurecidos. O revestimento de múltiplas-camadas oferece desempenho de corte mais estável em condições de corte-de alta-velocidade e profundo-.

Recomendações de seleção abrangentes

Na usinagem real, a seleção de pastilhas de metal duro muitas vezes não é determinada por um único parâmetro, mas por uma compensação abrangente-entre vários fatores. Uma abordagem de seleção razoável deve começar com "usinagem estável" e depois buscar gradualmente a eficiência e a otimização de custos.

• Priorize o material de processamento, primeiro determine o tipo e o revestimento apropriados da lâmina e, em seguida, selecione o formato da lâmina correspondente com base no método de processamento. A correspondência correta do material é um pré-requisito para garantir o desempenho e a vida útil da lâmina.
• Os ajustes devem ser feitos com base na estabilidade da usinagem. Se a rigidez da máquina-ferramenta for média ou as condições de operação forem instáveis, as pastilhas com melhor tenacidade devem ser selecionadas primeiro para reduzir lascas e desgaste anormal; somente quando as condições de operação forem estáveis ​​deverão ser consideradas melhorias na eficiência de corte.
• A finalidade do corte das pastilhas deve ser diferenciada de acordo com a etapa de usinagem. O desbaste se concentra na durabilidade e na remoção de cavacos, enquanto o acabamento se concentra na estabilidade do corte e na qualidade da superfície. Não é recomendado utilizar um único inserto para todos os processos.
• Por fim, recomenda-se escolher modelos de lâminas com especificações universais e fornecimento estável, o que facilita a posterior substituição e compra a granel, além de ajudar a controlar o custo geral de processamento.

Em resumo, a seleção de pastilhas de metal duro apropriadas deve ser baseada em um entendimento completo das condições de usinagem, e uma solução de ferramental adequada ao seu próprio sistema de produção deve ser formada equilibrando estabilidade, eficiência e custo.

Entre em contato com a ferramenta WAT ​​agorapara parâmetros de corte precisos e sugestões de condições de usinagem para otimizar suas opções de usinagem e tornar cada corte mais eficiente e preciso!