滚铣刀的复合金属基切削材料.doc

通过采用切削速度比粉末金属高很多的快速钢，可以把生产效率提高30%以上：一种新型的滚铣切削材料既具有更高的耐温能力，同时又不失去其韧性，因此可以满足这方面的要求。 在 当今经济繁荣和需求增长的环境下，竞争压力不断加大，因此需要进一步优化生产流程。正如LMT公司新技术研发所表明，精密工具在这方面扮演着一个重要角 色。该公司在复合切削材料的基础上继续研发出新一代单体滚铣刀。有了这种刀具，用户即可把现有的生产效率再提高30%以上，同时通过进一步优化齿轮加工的 工艺流程，继续长期保持企业的竞争优势。 这种新型滚铣切削材料被称为Speedcore。该滚铣材料的核心特征便是具有较高的耐温能 力。与粉末金属制成的高速钢（PM-HSS）相比，这种切削材料在滚铣时的切削速度最大可以提高50%。这种以Speedcore为基础的滚铣刀配以诸如 LMT Nanosphere等高效涂层，可以为用户带来更大的生产效益。更高的切削速度给用户带来的好处是不言而喻的，这是因为用户可以在现有的生产设备上加工 比以往更多的部件。 有了新型切削材料，LMT Fette公司便可继续推进其在齿轮加工方面的设备系统研发工作。在滚铣刀系统方面，除了涂层和切削材料之外，还有根据用户需求的技术工程和服务项目也不容忽视，例如在德国、美国和中国等地的全球维护与涂层网络。 较高的切削速度和较长的切削行程 以 新型切削材料为基础的滚铣刀的优势从最初的测试结果上便可看出。首轮测试由LMT公司在Magdeburg大学的支持下进行。在试验过程 中，Speedcore滚铣刀几乎完全可以达到硬金属滚铣刀所保留的能力范围。在实际部件上所做的旋风铣刀试验中，当切削速度达到350m/min时，切 削行程仍可以达到7m以上，而刀刃并无过热载现象。与之相反，一把PM-HSS滚铣刀在280m/min的切削速度下就遭遇其热载荷极限，行程明显缩短了 大约3m。 图1 Magdeburg大学对LMT Speedcore材料的试验：在350m/min切削速度下，切削行程仍能达到7m以上对 于实际工作而言，这些试验表明：针对10m插齿行程，用户至少可以把切削速度提高30%，而不会影响到生产安全性问题。正如后续所做的实际检验证实，这种 特性也直接关系到企业的经济效益。采用模数2.5钢材制造齿轮且齿数为28齿和齿宽为37.5mm的用户可以在现有工艺基础上把切削速度提高30%。 图2 在实际测试中达到了30%更高的切削速度滚 铣刀的基础是新型切削材料。这种材料由钴、钼和不含碳的钢构成。这种材料组合在不影响材料韧性的前提下，可以使得切削材料的耐热性能较之于传统的PM- HSS基材更为显著提高。对此，热处理流程是至关重要的。常规的PM-HSS切削材料在第一道1200下的热处理流程中就被奥氏体化。此时，高合金的碳 化金属即被分解。为了避免颗粒过度增长，接着需把材料冷却至500以下。所得到的材料组织结构便是马氏体、未分解的初级碳化物、颗粒极限碳化物和剩余奥 氏体物质。为了使材料的组织结构匀质化并降低剩余奥氏体物质的含量，对HSS材料进行多次回火。通过选择回火温度，确定次级硬度，以达到将来所需的使用特 性。最大的使用温度也被限制在大约500以下。在后续的涂层作业中，此温度极限也不得被超出。 图3 PM-HSS材料的微结构：回火后的马氏体钢，经过碳化物阶段的次级硬化处理切削材料的硬度调至6568HRC范围 新 型切削材料只需接受两次热处理。在奥氏体化之后直接开始回火过程。切削材料通过生成纳米结构而进行析出硬化，即金属复合过程。切削材料的硬度可以被设定在 6568HRC范围。在维护方面，这种切削材料也具有优势。硬金属滚铣刀在涂层脱离时，里面的钴成分存在被析出的危险，从而致使刀具变得千疮百孔；而 Speedcore切削材料在涂层脱离时则不会出现问题，也很容易被修复。 图4 Speedcore材料的微结构：回火后的马氏体钢，经过金属复合阶段的次级硬化处理切削材料的硬度调至6568HRC范围 新 型切削材料只需接受两次热处理。在奥氏体化之后直接开始回火过程。切削材料通过生成纳米结构而进行析出硬化，即金属复合过程。切削材料的硬度可以被设定在 6568HRC范围。在维护方面，这种切削材料也具有优势。硬金属滚铣刀在涂层脱离时，里面的钴成分存在被析出的危险，从而致使刀具变得千疮百孔；而 Speedcore切削材料在涂层脱离时则不会出现问题，也很容易被修复。 综上所述，新型切削材料还具备其他优势，它可以进一步提高 LMT刀具和滚铣系统的加工能力。由于现在材料的热稳定性更好了，因此也可以提高诸如铣刀在作涂层处理时的温度。这样，涂层也更能