¿Se puede usar una fresa de fibra de carbono para mecanizar acero inoxidable?

En los últimos años, los compuestos reforzados con fibra de carbono se han visto favorecidos en los campos aeroespacial, automotriz y otros debido a sus propiedades ligeras y de alta resistencia, y la fibra de carbono también se ha explorado para su uso en la fabricación de herramientas de corte.Entonces, ¿puede & nbsp; cortador de fresado de fibra de carbono & nbsp; mecanizado de acero inoxidable? ¡El siguiente editorial Zhongye Da te llevará a explorarlo!

En el campo del procesamiento de metales, el acero inoxidable es ampliamente utilizado por su excelente resistencia a la corrosión, resistencia y tenacidad, pero también se clasifica como un material típico difícil de mecanizar debido a su tendencia al endurecimiento por trabajo, alto coeficiente de fricción y características de corte fáciles de pegar.Fresa de carburo tradicional en el mecanizado de acero inoxidable, a menudo frente a desgaste rápido de la herramienta de corte, baja eficiencia de mecanizado, mala calidad de la superficie de la pieza de trabajo y otros problemas.

En primer lugar, tenemos que dejar una cosa clara: por lo general lo que llamamos fresa de fibra de carbono no significa que toda la herramienta consiste en fibra de carbono pura, pero se refiere al uso de materiales compuestos reforzados con fibra de carbono como matriz o recubrimiento de la herramienta de corte, O fibra de carbono y otros materiales (como cerámica, metal) combinados para aprovechar algunas de las características de la fibra de carbono para mejorar el rendimiento de la herramienta.La fibra de carbono pura en sí misma es tan frágil que no es práctico usarla directamente como borde de corte.

Teóricamente, si fuera posible crear bordes de corte basados en compuestos de fibra de carbono con suficiente dureza y resistencia al desgaste, entonces utilizando su baja densidad, Las propiedades de alta rigidez y posiblemente bajo coeficiente de fricción podrían ofrecer algunas ventajas al mecanizar acero inoxidable.Por ejemplo, una densidad más baja significa menos fuerza centrífuga en la herramienta de corte, lo que es bueno para el mecanizado de alta velocidad; la alta rigidez ayuda a reducir la vibración y mejorar la estabilidad del mecanizado; y si se puede lograr una baja fricción en la superficie, puede reducir la unión de virutas y mejorar la eliminación de virutas.

Sin embargo, El uso de & nbsp; cortador de fresado de fibra de carbono & nbsp; para el mecanizado de acero inoxidable, se enfrenta a grandes desafíos.

A, dureza insuficiente y resistencia al desgaste:

El acero inoxidable tiene un fenómeno significativo de endurecimiento por trabajo, alta temperatura en el área de corte, que requiere extremadamente alta dureza y resistencia al desgaste de la herramienta de corte.Los materiales de herramientas de corte convencionales actuales para el mecanizado de acero inoxidable, como el carburo cementado que contiene cobalto, PCD (recubrimiento de diamante policristalino), PCBN (nitruro de boro cúbico policristalino), etc., están equipados con una dureza extremadamente alta. Los compuestos de fibra de carbono, especialmente aquellos sin tratamiento especial, tienen una dureza mucho menor que estos materiales.En el entorno de corte de alta velocidad, alta temperatura y alta presión, las herramientas de corte de fibra de carbono son muy fáciles de usar, astillado o incluso roto.

B, pobre estabilidad a altas temperaturas:

El corte de acero inoxidable genera un calor enorme, herramientas de corte necesitan para soportar altas temperaturas sin ablandamiento y oxidación.La fibra de carbono y sus materiales compuestos a altas temperaturas serán una fuerte disminución en el rendimiento, generalmente solo se pueden usar a temperaturas más bajas. El procesamiento del acero inoxidable generado por la alta temperatura es probable que exceda el límite de tolerancia de la fibra de carbono, lo que resulta en la falla de la herramienta de corte.

C, compatibilidad química y problemas de unión:

Aunque la fibra de carbono en sí es químicamente estable, pero en el proceso de corte, alta temperatura y alta presión pueden ocurrir entre la herramienta de corte y el material de la pieza de trabajo efectos fisicoquímicos complejos. La adherencia del acero inoxidable es fuerte, la herramienta de corte de fibra de carbono puede resistir efectivamente el fenómeno de "cuchillo pegajoso", aún no se ha verificado.Si la unión es grave, pero exacerbará el desgaste de la herramienta de corte y el deterioro de la superficie.

D, el proceso de fabricación es complejo y costoso:

Para crear tanto la herramienta de corte puede soportar las fuerzas de corte, alta temperatura, la alta dureza, pero también contiene la herramienta compuesta reforzada fibra de carbono, su proceso de fabricación será extremadamente complejo, El costo será muy alto.Las herramientas de corte de fibra de carbono maduras y rentables actualmente en el mercado se utilizan principalmente en áreas de mecanizado no metálicas (por ejemplo, compuestos, madera).

En resumen, aunque el material de fibra de carbono tiene muchas propiedades excelentes, su aplicación actual en la fabricación de fresas directamente para el mecanizado de acero inoxidable se enfrenta técnicamente a obstáculos centrales como dureza y resistencia al desgaste insuficientes, y poca estabilidad a altas temperaturas.Los experimentos existentes o los casos de aplicación son muy limitados, y es difícil competir con carburo maduro, PCBN y otros materiales de herramientas de corte en el mecanizado de rendimiento y costo de acero inoxidable.

Por lo tanto, en esta etapa, no se recomienda el uso de & nbsp; cortador de fresado de fibra de carbono & nbsp; en el sentido convencional de la máquina de acero inoxidable.Para el mecanizado de acero inoxidable, elegir el grado correcto de carburo, usar herramientas PCBN u optimizar los parámetros de corte son soluciones aún más confiables y rentables.