Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

DTB Technologie obrábění Téma 3 NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "DTB Technologie obrábění Téma 3 NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY."— Transkript prezentace:

1 DTB Technologie obrábění Téma 3 NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY

2 Úvod Požadavky Tvrdost, odolnost proti opotřebení, tepelná vodivost, pevnost v ohybu, houževnatost - při vysokých teplotách - po dostatečně dlouhou dobu Druhy nástrojových materiálů Nástrojové oceli, slinuté karbidy, cermety, řezná keramika, supertvrdé materiály

3 Zařazení nástrojových materiálů podle normy ISO 513 [H-I1/58]

4 Oblasti použití nástrojových materiálů [H-I1/57a]

5 Technologické parametry řezných materiálů [H-I1/57]

6 1 Nástrojové oceli Rozdělení, označování, vlastnosti a užití nástrojových ocelí [H-I1/59]

7 3.1 Nástrojové oceli nelegované Teplota břitu do 200° C, řezné rychlosti do 15 m.min -1 Tepelné zpracování kalení až 770° C do vody nebo 790 až 890° do oleje, popouštění při 100 až 250° C, tvrdost 64 HRC 3.2 Nástrojové oceli legované Karbidotvorné legující prvky Cr, V, W, Mo – vytváří tvrdé a až do vysokých teplot stálé karbidy. Další legující prvky Ni, Si, Co nejsou karbidotvorné. Teplota břitu 250 až 350° C, řezné rychlosti 15 až 25 m.min -1 Tepelné zpracování kalení až 350° C do oleje, popouštění při 100 až 250° C, tvrdost 64 HRC Použití všechny druhy řezacích, stříhacích a tvářecích nástrojů

8 1.3 Rychlořezné oceli RO – rychlořezné ocelHSS – High Speed Steel Obsahují karbidotvorné prvky W, Cr. V a nekarbidotvorný Co Uhlíku obsahují méně než 1% Teplota břitu 500 až 600° C, řezné rychlosti 25 až 50 m.min -1 Tepelné zpracování kalení až 1270° C na vzduchu nebo do oleje, popouštění při 550 až 580° C, tvrdost 64 HRC Použití – vysocevýkoné řezné nástroje

9 Rychlořezné oceli vyrobené práškovou metalurgií Tekutá ocel se rozprašuje tryskami a potom lisuje do polotovarů Velmi jemná struktura a rovnoměrné rozložení karbidů Zlepšená houževnatost a stálost Výroba ocelí s vyšším obsahem legur Metoda ASP (Anti-Segregation-Process) Rychlořezné oceli povlakované Zvýšení trvanlivosti nástrojů Metoda PVD (Physical Vapour Deposicion = fyzikální napařování) – pod 600° C

10 2 Slinuté karbidy Slinuté karbidy – SK – produkt práškové metalurgie – různé karbidy a kovové pojivo Karbid wolframu WC, karbid titanu TiC, karbid tantalu TaC, karbid niobu NbC, pojivo kobalt Co SK nepovlakované, SK povlakované

11 2.1 Nepovlakované slinuté karbidy Slinuté karbidy typu P – WC+TiC+Co Obrábění materiálů, které tvoří dlouhé třísky – oceli na odlitky, temperovaná litina, feritické korozivzdorné oceli. Modrá barva. Označení: P05, P10, P20, P30, P40, P50 SK skupiny P [H-I1/61]

12 Slinuté karbidy typu M – WC+TiC+TaC+Co Obrábění materiálů, které tvoří dlouhé a střední třísky - lité oceli, manganové oceli, austenické korozivzdorné oceli, tvárné litiny. Žlutá barva. Označení: M10, M20, M30, M40 SK skupiny M [H- I1/61]

13 Slinuté karbidy typu K – WC+CO Obrábění materiálů, které tvoří krátké a drobivé třísky – litiny, neželezné slitiny a nekovové materiály. Červená barva. Označení: K05, K10, K20, K30, K40 Hrubozrnný SK skupiny K [H-I1/61]

14 Jemnozrnný SK skupiny K [H-I1/61]

15 Složení a vlastnosti slinutých karbidů skupiny P, M, K [KP/62, H-I1/62]

16 Slinuté karbidy typu N Obrábění neželezných kovů – slitiny hliníku, nekovové materiály. Zelená barva. Označení: N05, N10, N25 Slinuté karbidy typu S Obrábění žáropevných slitin na bázi Ni, Co, Fe, Ti. Hnědá barva. Označení: S05, S10, S25, S30 Slinuté karbidy typu H Obrábění zušlechtěných ocelí o pevnosti nad 1500 MPa a tvrzených kokilových litin. Šedá barva. Označení: H01, H05, H10, H15, H25

17 2.2 Povlakované slinuté karbidy Otěruvzdorné vrstvy na běžných SK Jednovrstvé povlaky – TiC nebo TiCN, případně TiN – tlouštˇka až 13 µm Vícevrstvé povlaky - dvě, tři a více vrstev – TiC+Al 2 O 3, TiC+TiN, TiC+TiCN+TiN, TiC+Al 2 O 3 +TiN Pozitiva povlakování Zvýšená trvanlivost břitu Nižší řezné síly Možnost vyšších řezných a posuvových rychlostí Možnost obrábění nasucho Snažší obrábění tvrdých materiálů do 65 HRC

18 Vícevrstvý povlak (Kennametal USA) [H-I1/66]

19 Metody povlakování Metoda CVD – Chemical Vapour Deposition = chemické napařování z plynné fáze probíhá za vysokých teplot (900 až 1200° C) vrstvy až 13 µm nelze povlakovat ostré hrany Metoda PVD – Phisical Vapour Deposition = fyzikální napařování probíhá za nižších teplot (pod 600° C) vyžaduje důkladnější přípravu povrchu umožňuje povlakovat ostré hrany

20 Základní vlastnosti vybraných povlaků [H-I1/70]

21 3 Cermety Řezný materiál obsahující tvrdé částice (TiC, TiN, TiCN, TaN) v kovovém pojivu (Ni, Mo, Co) CERamics + METal – kombinace vysoké tvrdosti a houževnatosti Vlastnosti Vysoká pevnost hřbetních ploch a odolnost proti vymílání Vysoká chemická stabilita a tvrdost za tepla Nízký sklon k tvorbě nárůstku a k opotřebení oxidací Použití Obrábění na čisto, stabilní obráběcí proces, o brábění „nasucho“ Složení vybraných cermetů Krupp Widia Gmb označení TTI TiC+TiN+Co Sumitomo označení T12A TaN+TiN+Mo+Ni

22 Schéma struktury cermetu [H-I1/73]

23 4 Řezná keramika 4.1 Oxidická keramika Řezná keramika na bázi oxidu hlinitého Al 2 O 3 Čistá keramikaAl 2 O 3 Polosměsná keramikaAl 2 O 3 +ZrO 2 +CoO Směsná keramikaAl 2 O 3 +TiC, Al 2 O 3 +ZrO 2 +TiO Al 2 O 3 +TiC+TiN

24 Vybrané druhy řezné keramiky [KP/66] DruhOznačeníSloženíVlastnostiPoužití Čistá DISAL % Al 2 O 3 Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení za vysokých teplot (1200 o C). Řezné rychlosti až 1000 m.min -1 Obrábění šedé litiny a konstrukčních ocelí nepřerušovaným řezem. Polo- směsná DISAL 210 DISAL 220 DISAL 230 Al 2 O ZrO 2 Vysoká tvrdost, odolnost proti opotřebení za vysokých teplot, Zvýšená houževnatost Obrábění šedé, sférické i temperované litiny, zušlechtěných konstrukčních ocelí i rychlořezných ocelí Směsná DISAL 310 DISAL 320 Al 2 O TiC Vysoká tvrdost a houževnatost, zvýšená odolnost proti teplotním šokům Obrábění kalených ocelí plynulým i přerušovaným řezem, lze použít chladicí kapalinu. Dokončovací frézování.

25 Čistá keramika Al 2 O 3 [H-Il/75]

26 Polosměsná keramika Al 2 O 3 +15% ZrO 2 [H-I1/75]

27 Směsná keramika Al 2 O 3 +TiC [H-I1/75]

28 4.2 Nitridová keramika Řezná keramika na bázi nitridu křemíku Si 3 N 4, Si 3 N 4 +TiN, Si 3 N 4 +Y 2 O 3 Vysoká odolnost proti mechanickému porušení břitu Vysoká tvrdost za tepla Použití – obrábění litin za sucha, řezná rychlost až 400 m.min -1

29 Nitridová keramika Si 3 N 4 +TiC [H-I1/75]

30 4.3 Vyztužená keramika Oxidická nebo nitridová keramika vyztužená vlákny SiC (whiskery) - (20 až 30) % objemu Whiskery – vlákna o průměru d(0,5 až 1,0) µm a délce l = (10až20)d Zvýšená odolnost proti vydrolování a vylamování ostří Vyšší odolnost proti oxidaci Vyšší řezné výkony

31 Nitridová keramika Si 3 N 4 vyztužená SiC whiskery [H- I1/75]

32 5 Super tvrdé řezné materiály Nejtvrdší řezné materiály Polykrystalický kubický nitrid bóru PKNB a polykrystalický diamant PD Vysoká pořizovací cena Segmenty využívané na vyměnitelných břitových destičkách

33 Fyzikální vlastnosti supertvrdých řezných materiálů [H-I1/78]

34 5.1 Polykrystalický nitrid bóru Provedení - monolitní vyměnitelná destička - povlak nanesený na SK - řezná část připojená na SK Vlastnosti - obsah CBN 60 až 93% - vysoká tvrdost za tepla až do vysoká lomová houževnatost - vysoká tepelná vodivost - vysoká odolnost proti abrazivnímu opotřebení - dobrá chemická stabilita během obrábění Použití Obrábění - kalené oceli, tvrzené litiny

35 Mikrostruktura kubického nitridu bóru [Garant146]

36 Obecné trendy vlastností PKNB [Garant147]

37 5.2 Polykrystalický diamant Provedení - jemné krystaly diamantu jsou spojovány slinováním za vysokých teplot a tlaků - břity z PD jsou zakotveny ve vyměnitelné břitové destičce ze SK Vlastnosti - nejtvrdší materiál - nelze použít k obrábění železných materiálů, afinita s uhlíkem - nevhodný k obrábění houževnatých a vysokopevných materiálů - vyžaduje stabilní podmínky obrábění, tuhé stroje a nástroje - umožňuje aplikaci vysokých řezných rychlostí Použití Obrábění neželezných a nekovových materiálů

38 Porovnání nákladů na obrábění nástrojem z SK a PKD [ Garant148]

39 6 Brousicí materiály 6.1 Standardní brousicí materiály Brousicí materiály typu Al 2 O 3 (umělý korund, elektrit) Brousicí materiály typu SiC (karborundum) Označování standardních brousicích materiálů dle ČSN ISO 525 ( ) Charakteristiky - druh, zrnitost, tvrdost, struktura, pojivo Příklad označeníA 36 L V Zrnitost36 střední TvrdostLstřední Struktura5 polohutná PojivoVkeramické

40 Specifikace brousicích materiálů Al 2 O 3 a SiC - ČSN a ČSN ISO 525 ( ) Označení CharakteristikaVyjádřeníČSN ČSN ISO 525 ( ) SiC černýC 48C SiC zelenýC 49 Al 2 O 3 bílýA 99 B Al 2 O 3 barvenýA 99 DruhAl 2 O 3 růžovýA 94 Al 2 O 3 manganovýA 98 MA Al 2 O 3 hnědýA 96 Al 2 O 3 zirkonovýA 97 E Al 2 O 3 mikrokrystalickýA 97 M Al 2 O 3 polokřehkýA 97 P velmi hrubá250, 200, 160není hrubá125, 100, 80, 63 4,5,6,7,8,10,12,14,16, 20,22,24 střední50, 40, 32, 2530,36,40,46,54,60 Zrnitostjemná20, 16, 12, 1070,80,90,100,120,150,180 velmi jemná8, 6, 6 220,240,280,320,360, 400,500,600,800,1000,1200 zvlášť jemná4, 3, M32, M22, M15není velmi měkkýG, Hnení měkkýI, J, KA,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K TvrdoststředníL, M, N, OL,M,N,O,P,Q tvrdýP, Q, R, SR,S,T,U,V,W,X,Y velmi tvrdýT, Unení zvlášť tvrdýV, W, Znení velmi hutný1, 2 hutný3, 4 Strukturapolohutný5, 60,1,2,3,4,5,6,7,8, pórovitý7, 89,10,11,12,13,14 atd. velmi pórovitý9, 10 zvlášť pórovitý11, 12, 13 keramickéVV silikátovéSnení pryžovéRR pryžové s výztužíRF Pojivoumělá pryskyřiceBB umělá pryskyřice s výztužíBF, BF-FlexBF šelakovéEE magneziovéMg polyuretanovéUnení

41 Doporučení pro volbu standardních brousicích materiálů Druh – podle materiálu obrobku Al 2 O 3 – ocel, ocel na odlitky, temperovaná litina, tvrdý bronz Zrnitost – podle požadované drsnosti broušené plochy, čím vyšší požadavek, tím jemnější zrnitost ČSN ISO Zrnitost vyjadřuje počet ok kontrolního síta na jeden palec (25,4 mm)  čím vyšší číslo, tím jemnější zrno ČSN Zrnitost vyjadřuje rozměr brousicího zrna (zrnitost x 10 = rozměr zrna v µm)  čím vyšší číslo, tím hrubší zrno Tvrdost - je identifikovaná soudržností hmoty brousicího materiálu. Pravidlo „Čím tvrdší broušený materiál, tím měkčí materiál brousicí“. Samoostření, uvolňování otupených zrn Struktura - vyjadřuje vzdálenost mezi brousicími zrny nebo také hutnost. Čím menší číslo, tím je vzdálenost mezi zrny menší a hutnost větší a naopak. Hutná struktura – broušení tvrdých a křehkých materiálů. Pórovitá struktura materiály – broušení houževnatých materiálů

42 6.2 Diamantové brousicí materiály Diamantové brousicí materiály jsou naneseny na pracovní část brousicího nástroje Pojiva – kovová a pryskyřicová Charakteristika - základní surovina diamantových zrn - druh diamantového prášku - zrnitost - koncentrace diamantů Použití - broušení tvrdých a těžko obrobitelných materiálů - jemné dokončovací broušení - ostření řezných nástrojů se slinutými karbidy - dokončovací broušení a lapování

43 6.3 Brousicí materiály z kubického nitridu bóru Zrna kubického nitridu bóru jsou nanesena na pracovní část brousicího nástroje Pojiva – organická, kovová a keramická Charakteristika - zrnitost - koncentrace KNB Použití - broušení tvrdých a těžko obrobitelných materiálů - ostření řezných nástrojů se slinutými karbidy - tvarové broušení zplna

44 DTB Technologie obrábění Konec přednášky + Téma 3 NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "DTB Technologie obrábění Téma 3 NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY."

Podobné prezentace


Reklamy Google