다른 주철 재료 절단에서 PCBN 절삭 공구의 마모에 관한 연구

출판: 2020-08-04 발행자: Funik

솔리드입방질화붕소(PCBN) 초 경질 재료 공구의 높은 경도, 우수한 내마모성 및 화학적 안정성은 자동차 제조 분야에서 점점 더 널리 사용되고있습니다. PCBN 초 경질 재료 도구를 사용하여 회철, 연성철 및 질석흑연철을 처리하는 국내 및 해외 학자의 연구 상태를 요약 및 분석하였습니다. 세 종류의 주철을 절단 할 때 초경도 재료 공구의 마모 메커니즘을 분석하고 마지막으로 다른 유형의 주철 재료를 절단 할 때의 공구 마모를 요약하였습니다.

1. 일반적인 주철 분류

현재, 자동차 엔진 제조 분야에서 일반적으로 사용되는 주철은 주로 회주철, 구상 주철 및 질화 흑연 주철을 포함하며, 이들의 구조적 특성 및 적용 특성은 표 1에 제시되어있습니다 . 다양한 주철 재료의 흑연 형태, 매트릭스 조성 및 다양한 화학 원소 함량은 용도에 따라 다르며이 재료로 만들어진 주물의 가공성능에도 영향을 미칩니다.

표 1다양한 주철 재료의 특성 및 용도

주철의 종류

흑연 모양

성능 특성

주요 목적

회주철

플레이크

쉬운 주조, 열악한 용접 성능, 우수한 마찰 및 충격 흡수

기어, 다양한 박스 및베이스

연성이있는 철

구상

구상화되기 쉬운 고강도 및 가소성

자동차 크랭크 축, 내연 기관 커넥팅로드

질석 흑연 철

웜 같은

우수한 주조 성능, 고강도 및 충격 인성, 내마모성

자동차 엔진, 브레이크 디스크, 디젤 엔진 실린더 헤드

2.  PCBN 절삭 공구가 주철 재료를 절삭할 때 생기는 마모

PCBN절삭 공구는 회주철의 고속 건식 절단에 적합하며 PCBN 공구의 마모에 영향을 미치는 요인은 주로 공구의 CBN 함량, 바인더 유형, 절삭 매개 변수 및 공구의 형상 매개 변수 및 공작물 재료입니다.

회주철 및 구상 주철을 처리 할 때, 연구에 따르면 회주철의 동일한 영역을 처리 할 때 높은 함량 (> 90 %)의 PCBN 공구는 CBN 함량이 높기 때문에 낮은 함량 (<75 %)의 PCBN 공구보다 마모가 적습니다. 공구의 경도, 내마모성 및 수명이 길어 절삭 속도가 공구의 마모 메커니즘에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 절삭 속도가 150m / 분 미만인 경우 주로 점착제  마모이며 절삭 속도가 더 큽니다. 150m / min에서 확산 마모와 화학적 마모가 지배적입니다. 흑연 주철은 가공하기 어려운 재료이며, 주된 이유는 흑연 주철을 절단 할 때 절삭 날 온도가 가공 된 회색 주철보다 높으며, 흑연 주철을 생산하는 동안 황 성분이 심각하게 손실되어 회색 주철을 처리 할 때 보호 할수 없기때문입니다. PCBN 공구의 MnS 층은 절삭 중 심각한 화학적 마모를 유발하며 공구 수명이 단축됩니다. 또한, 주철 흑연 주철의 높은 Ti 함량은 심각한 공구 마모의 원인이되며 공작물에서 Ti 또는 그 화합물의 높은 경도는 공구의마모를 증가시킵니다.

점착제 마모, 확산 마모 및 화학적 마모와 같이 부동한 주철 재료를 절단 할 때의 공구 마모 메커니즘은 거의 동일하지만 공구 마모 상황은 매우 다릅니다. 페라이트 함량이 높은 회주철을 절단 할 때 PCBN 공구는 갈퀴면에 초승달 모양의 분화구를 형성하는 경향이 있으며 최첨단에 많은 열 응력 균열이 발생합니다. 연성 철 절단시 공구는 충격의 영향으로 발생하기 쉽습니다. 점착제 마모로 인해 부서짐도 발생합니다. 주철에서 Ti 원소의 영향과 MnS 윤활제 필름 형성의 어려움으로 인해 질석 흑연 철을 절단 할 때 공구 마모가 더 심각합니다. 현재, PCBN 절단 질석 흑연 주철은 이상적이지 않으며, 공구 재료, 절단 기술 및 마모 메커니즘에 대한 더 깊은 연구가 필요합니다.

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