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加工粉末冶金刀具选择方案及材质牌号

作者: 2592 次浏览 时间:2020-06-29

信息摘要:粉末冶金(PM)是将金属粉末与金属粉末或金属粉末与非金属粉末按需要的比例混合后在模腔内压制成形,然后经过烧结和精整成为粉末冶金机械零件的工艺。这是一种节材、省能、投资少、见效快、无污染、适合大批生产的少/无切削的高效金属成形工艺。已经在汽车、摩托车、农机生产等行业中得到了广泛的应......

粉末冶金(PM)是将金属粉末与金属粉末或金属粉末与非金属粉末按需要的比例混合后在模腔内压制成形,然后经过烧结和精整成为粉末冶金机械零件的工艺。这是一种节材、省能、投资少、见效快、无污染、适合大批生产的少/无切削的高效金属成形工艺。已经在汽车、摩托车、农机生产等行业中得到了广泛的应用,尤其在汽车工业中受到了特别的重视。粉末冶金技术可以生产用普通熔炼法无法生产的具有某些特殊性能的材料和零件。粉末冶金零件的残余多孔结构使其具有自润滑性和隔音性。虽然PM工业的初衷之一是消除所有的机加工,但是这个目标还没有达到。大多数的零件是“接近终形状”,很多零件仍然需要精加工获得精度或更低的表面粗糙度。由于粉末冶金材料的结构不同于铸件和锻件,它们的加工性能也有其特殊性。


粉末冶金加工难点:

(1)多孔性导致刃口的微观疲劳。当刀具从孔到固体颗粒往复移动时刀尖持续地受冲击,持续的小冲击会导致切削刃上产生小的裂缝,这些疲劳裂纹逐渐增大直至切削刃微崩。这种微崩通常很细小,通常表现为正常的磨料磨损。

(2)多孔性还会降低PM零件的导热性。刀具在切削时切削刃上的温度很高,并会引起月牙洼磨损和变形。内部相连的多孔结构提供切削液从切削区域排出的通路,会引起热裂纹或变形,这在钻削里尤其严重

(3)内在的多孔结构引起的表面面积增加还会使热处理时发生氧化和(或)碳化。而这些氧化物和碳化物很硬很耐磨,影响粉末冶金材料的切削加工性。

粉末冶金加工刀具选择:

目前使用较多在PM行业的刀具材料主要是KBN150牌号立方氮化硼刀具,涂层与不涂层的金属陶瓷以及涂层改进后的硬质合金刀具。这些刀具材料在切削粉末冶金的时候都具有耐磨、耐冲击和不产生及积屑瘤等特点,可以获得较高的表面质量。但相对刀具寿命来说KBN150牌号PCBN刀具略胜一筹,可适用于批量生产加工,减少因为换刀导致的停机,从而提高工作效率,降低成本。

KBN150牌号PCBN刀具具有较高的硬度以及耐磨性,适用于PM粉末冶金零件,KBN150牌号PCBN刀具在HRC≥45的钢件和铸铁加工中使用多年,但是由于PM合金独特的性能以及显微硬度和宏观硬度差别较大,是KBN150牌号刀具用于HRC25的粉末冶金零件。关键参数是粉末冶金原材料颗粒的硬度,当颗粒硬度超过HRC50的时候,不管宏观硬度是多少,都可以使用KBN150牌号PCBN刀具。KBN150牌号为国标数控刀具型号,根据不同使用工况以及场景都可以直接替换原有无法满足加工的硬质合金刀具。