آیا می توان از برش فیبر کربن برای ماشین فولاد ضد زنگ استفاده کرد؟

در سالهای اخیر ، کامپوزیت های تقویت شده با فیبر کربن به دلیل خاصیت سبک و با استحکام بالا در هوافضا ، خودرو و سایر زمینه ها مورد علاقه قرار گرفته اند و فیبر کربن نیز برای استفاده در ساخت ابزارهای برش مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین ، می تواندبرش فیبر کربنماشینکاری استیل ضد زنگ؟ سرمقاله زیر Zhongye da شما را به کاوش در آن سوق می دهد!

در زمینه پردازش فلز ، از جنس استنلس استیل به طور گسترده ای برای مقاومت در برابر خوردگی ، استحکام و چقرمگی بسیار استفاده می شود ، اما به دلیل تمایل سخت کار ، ضریب اصطکاک و ویژگی های برش آسان و صاف ، به عنوان یک ماده معمولی برای ماشین سازی نیز طبقه بندی می شود. برش آسیاب سنتی کاربید در ماشینکاری فولاد ضد زنگ ، که اغلب با پوشیدن سریع ابزار برش ، راندمان ماشینکاری کم ، کیفیت پایین سطح کار و سایر موارد روبرو است.

اول از همه ، ما باید یک چیز را روشن کنیم: معمولاً آنچه ما آن را برش آسیاب فیبر کربن می نامیم ، به این معنی نیست که کل ابزار از فیبر کربن خالص تشکیل شده است ، بلکه به استفاده از مواد کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن به عنوان ماتریس یا پوشش ابزار برش یا فیبر کربن و سایر مواد (مانند سرامیک) استفاده می کند تا از این ویژگی استفاده کند تا از ویژگی های تقویت کننده کربن استفاده کند. خود فیبر کربن خالص آنقدر شکننده است که استفاده مستقیم از آن به عنوان لبه برش غیر عملی است.

از لحاظ تئوریکی ، اگر امکان ایجاد لبه های برش بر اساس کامپوزیت های فیبر کربن با سختی کافی و مقاومت در برابر سایش امکان پذیر باشد ، پس از آن با استفاده از چگالی کم ، استحکام زیاد و احتمالاً ضریب کم ویژگی های اصطکاک ممکن است هنگام ماشینکاری فولاد ضد زنگ مزایایی را ارائه دهد. به عنوان مثال ، چگالی پایین تر به معنای نیروی گریز از مرکز در ابزار برش است که برای ماشینکاری با سرعت بالا مفید است. استحکام بالا به کاهش لرزش و بهبود ثبات ماشینکاری کمک می کند. و اگر اصطکاک کم بر روی سطح حاصل شود ، ممکن است پیوند تراشه را کاهش داده و باعث بهبودی تراشه شود.

با این حال ، استفاده از برش فیبر کربنبرای ماشینکاری استیل ضد زنگ ، با کلبه عالی روبرو استnges

الف ، سختی کافی و مقاومت در برابر سایش:

فولاد ضد زنگ دارای پدیده سخت کننده کار قابل توجهی ، درجه حرارت بالا در ناحیه برش است که به سختی بسیار بالایی و مقاومت در برابر سایش ابزار برش نیاز دارد. مواد ابزار برش اصلی فعلی برای ماشینکاری از جنس استنلس استیل ، مانند کاربید سیمانی حاوی کبالت ، PCD (پوشش الماس پلی کریستالی) ، PCBN (نیترید بورون مکعب پلی کریستالی) و غیره ، به سختی بسیار زیاد مجهز شده اند. کامپوزیت های فیبر کربن ، به ویژه آنهایی که درمان خاصی ندارند ، از این مواد سختی بسیار کمتری دارند. در محیط برش با سرعت بالا و با فشار زیاد ، ابزارهای برش فیبر کربن ، پوشیدن ، تراشه یا حتی شکسته بسیار آسان است.

ب ، پایداری ضعیف دمای بالا:

برش از جنس استنلس استیل باعث ایجاد گرمای زیادی می شود ، ابزارهای برش باید بدون نرم شدن و اکسیداسیون در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کنند. فیبر کربن و مواد کامپوزیت آن در دماهای بالا کاهش شدید عملکرد خواهد بود ، به طور کلی فقط در دماهای پایین قابل استفاده است. پردازش فولاد ضد زنگ تولید شده توسط دمای بالا احتمالاً از حد تحمل فیبر کربن فراتر می رود و در نتیجه خرابی ابزار برش ایجاد می شود.

ج ، سازگاری شیمیایی و مشکلات پیوند:

اگرچه فیبر کربن به خودی خود از نظر شیمیایی پایدار است ، اما در فرآیند برش ، دمای بالا و فشار زیاد ممکن است بین ابزار برش و اثرات فیزیکوشیمیایی پیچیده مواد قطعه کار ایجاد شود. چسبندگی از جنس استنلس استیل قوی است ، ابزار برش فیبر کربن می تواند به طور مؤثر در برابر پدیده "چاقوی چسبنده" مقاومت کند ، هنوز تأیید نشده است. اگر پیوند جدی باشد ، اما فرسودگی ابزار برش و خراب شدن سطح را تشدید می کند.

د ، فرآیند تولید پیچیده و پرهزینه است:

برای ایجاد هر دو ابزار برش می تواند در برابر نیروهای برش ، درجه حرارت بالا ، سختی زیاد مقاومت کند ، اما همچنین حاوی ابزار کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن است ، فرآیند تولید آن بسیار پیچیده خواهد بود ، هزینه بسیار بالا خواهد بود. ابزارهای برش فیبر کربن بالغ و مقرون به صرفه که در حال حاضر در بازار در بازار است ، عمدتاً در مناطق ماشینکاری غیر فلزی (به عنوان مثال ، کامپوزیت ها ، چوب) استفاده می شود.

به طور خلاصه ، اگرچه ماده فیبر کربن دارای خواص بسیار خوبی است ، اما کاربرد فعلی آن در ساخت برش های فرز به طور مستقیم برای ماشینکاری فولاد ضد زنگ از لحاظ فنی با موانع اصلی مانند سختی کافی و مقاومت در برابر سایش و پایداری با درجه حرارت بالا روبرو است. آزمایش های موجود یا موارد کاربردی بسیار محدود است و رقابت با کاربید بالغ ، PCBN و سایر مواد ابزار برش در ماشینکاری عملکرد و هزینه از جنس استنلس استیل دشوار است.

بنابراین ، در این مرحله استفاده از آن توصیه نمی شود برش فیبر کربن به معنای متعارف به ماشین فولاد ضد زنگ. برای ماشینکاری فولاد ضد زنگ ، انتخاب درجه مناسب کاربید ، استفاده از ابزارهای PCBN یا بهینه سازی پارامترهای برش هنوز هم قابل اطمینان تر و مقرون به صرفه تر است.