Можно ли использовать фрезы из углеродного волокна для обработки нержавеющей стали?

В последние годы композитные материалы, армированные углеродным волокном, стали использоваться в аэрокосмической, автомобильной и других областях из-за их легких и высокопрочных свойств, а углеродное волокно также было исследовано для использования в производстве режущих инструментов.Итак, можно & nbsp; фрезы из углеродного волокна & nbsp; обработка нержавеющей стали? Следующая редакционная статья Zhongye Da поможет вам изучить ее!

В области обработки металлов нержавеющая сталь широко используется благодаря отличной коррозионной стойкости, прочности и ударной вязкости, но он также классифицируется как типичный материал трудно-к-машины должный к своей работе-твердея тенденции, высокому коэффициенту трения, и легк-к-липким характеристикам резца.Традиционный твердосплавный фрезерный станок при обработке нержавеющей стали, часто сталкивается с быстрым износом режущего инструмента, низкой эффективностью обработки, плохим качеством поверхности заготовки и другими проблемами.

Прежде всего, нам нужно прояснить одну вещь: обычно то, что мы называем фрезой из углеродного волокна, не означает, что весь инструмент состоит из чистого углеродного волокна, но относится к использованию армированных углеродным волокном композитных материалов в качестве матрицы или покрытия режущего инструмента, Или углеродное волокно и другие материалы (например, керамика, металл) в сочетании, чтобы воспользоваться некоторыми характеристиками углеродного волокна для повышения производительности инструмента.Само чистое углеродное волокно настолько хрупко, что непрактично использовать его непосредственно в качестве режущей кромки.

Теоретически, если бы можно было создать режущие кромки на основе углепластиковых композитов с достаточной твердостью и износостойкостью, то используя их низкую плотность, Высокая ригидность и по возможности низкий коэффициент свойств трением могли предложить некоторые преимущества подвергая механической обработке нержавеющую сталь.Например, более низкая плотность означает меньшую центробежную силу на режущем инструменте, что хорошо для высокоскоростной обработки; высокая жесткость помогает уменьшить вибрацию и улучшить стабильность обработки; и если на поверхности может быть достигнуто низкое трение, это может уменьшить склеивание стружки и улучшить удаление стружки.

Использование & nbsp; фрезы из углеродного волокна & nbsp; для обработки нержавеющей стали сталкивается с большими проблемами.

A, недостаточная твердость и износостойкость:

Нержавеющая сталь имеет значительное явление упрочнения, высокая температура в зоне резки, что требует чрезвычайно высокой твердости и износостойкости режущего инструмента.Текущие основные режущие инструменты для обработки нержавеющей стали, такие как кобальтсодержащий цементированный карбид, PCD (поликристаллическое алмазное покрытие), PCBN (поликристаллический кубический нитрид бора) и т. Д., Оборудованы чрезвычайно высокой твердостью. Композиты из углеродного волокна, особенно без специальной обработки, имеют гораздо более низкую твердость, чем эти материалы.В условиях высокоскоростной, высокотемпературной резки под высоким давлением режущие инструменты из углеродного волокна очень легко носить, скалывать или даже ломать.

B, плохая стабильность при высоких температурах:

Резка нержавеющей стали выделяет огромное количество тепла, режущие инструменты должны выдерживать высокие температуры без размягчения и окисления.Углеродное волокно и его композитные материалы при высоких температурах будут резко снижаться в производительности, как правило, могут использоваться только при более низких температурах. Обработка нержавеющей стали, генерируемой высокой температурой, вероятно, превысит предел допуска углеродного волокна, что приведет к отказу режущего инструмента.

C, химическая совместимость и проблемы склеивания:

Хотя само углеродное волокно химически стабильно, но в процессе резки, высокая температура и высокое давление могут возникать между режущим инструментом и материалом заготовки сложные физико-химические воздействия. Адгезия из нержавеющей стали прочная, режущий инструмент из углеродного волокна может эффективно противостоять явлению «липкого ножа», еще предстоит проверить.Если соединение серьезное, но усугубит износ режущего инструмента и износ поверхности.

D, производственный процесс является сложным и дорогостоящим:

Для создания обоих режущий инструмент может выдерживать усилия резания, высокие температуры, высокая твердость, но также содержит инструмент усиленный волокном углерода составной, свой процесс производства будет весьма сложен, Стоимость будет очень высокой.Зрелые, экономически эффективные режущие инструменты из углеродного волокна, представленные в настоящее время на рынке, в основном используются в неметаллических (например, композитах, дереве) областях обработки.

В целом, хотя углеродный волокнистый материал обладает многими превосходными свойствами, его текущее применение в производстве фрез непосредственно для обработки нержавеющей стали технически сталкивается с основными препятствиями, такими как недостаточная твердость и износостойкость, а также плохая высокотемпературная стабильность.Существующие эксперименты или случаи применения очень ограничены, и трудно конкурировать со зрелым карбидом, PCBN и другими материалами режущего инструмента в обработке производительности и стоимости нержавеющей стали.

Поэтому на данном этапе не рекомендуется использовать фрезу из углеродного волокна & nbsp; в обычном смысле для обработки нержавеющей стали.Для обработки нержавеющей стали выбор правильной марки карбида, использование инструментов PCBN или оптимизация параметров резания по-прежнему являются более надежными и экономически эффективными решениями.