Полное руководство по лучшим твердосплавным сверлам для закаленной стали

Сложным испытанием в металлообработке является сверление закаленной стали, что обычно представляет собой проблему при работе с материалами, твердость которых после обработки превышает 45 HRC или, что чаще, более 65 HRC. Такие металлы обладают высокой устойчивостью к отталкиванию и создают сильный нагрев за счет трения, а также быстро затачивают обычные сверла.

Когда вы когда-либо пытались сверлить обычными сверлами из быстрорежущей стали (HSS) или даже кобальтовыми сверлами из действительно закаленной стали, вы понимаете, что это битва проиграна. Они легко сразу выходят из строя, что приводит к неприятным простоям, перерасходу материала и образованию дыр-некачественного изготовления. Уловка преодоления этих сложных заготовок только одна — твердосплавное сверло.

Эти суперинструменты обладают непревзойденной жесткостью, поразительной износостойкостью и высокой термической стабильностью, что обеспечивает успех в высокопроизводительном-сверлении. Это окончательное руководство по проведению этого важного процесса.

Мы обсудим необходимые критерии хорошего твердосплавного долота и точные параметры обработки (скорости, подачи, стратегии подачи СОЖ). Мы также рассмотрим некоторые имеющиеся у нас предложения по продуктам, чтобы вы больше никогда не боялись заготовок из закаленной стали.

Определение закаленной стали

Закаленная сталь — это не просто твердая сталь, а сплавы черных металлов, подвергшиеся преднамеренной закалке. Обычно это делается такими методами, как закалка и отпуск, цементация или дисперсионное твердение. Такая обработка значительно повышает прочность металла и, самое главное, его твердость.

Наиболее часто используемой шкалой для измерения этой твердости является шкала Роквелла C (HRC). Когда дело доходит до специального твердосплавного сверления, мы находимся в диапазоне высокой твердости от HRC 45 до HRC 65 и выше. Все, что выше 60 HRC, считается очень твердым и неумолимым. Эта твердость твердости напрямую передается на большую стойкость к истиранию и прочности на сжатие. Чтобы сверлить этот материал, ваш инструмент должен быть намного тверже, чем сама заготовка, и необходима структурная целостность, чтобы выдержать огромные силы резания и тепло, выделяющееся в процессе.

Материалы сверл: HSS, кобальт или твердый сплав

Самым важным и неизбежным решением при работе с закаленной сталью является выбор правильного материала сверла. Это либо делает вас успешным, либо разрушает вас как успех или неудачу.

Короче говоря, можно изготовить только три стандартных варианта, каждый из которых может быть практичен только при работе с материалами высокой-твёрдости.

Почему твердый сплав не-не подлежит обсуждению

В этом отношении твердый карбид вольфрама (WC) является единогласным победителем. Это единственный металл, достаточно прочный (около 75 HRC), чтобы резать сталь в диапазоне 45-65 HRC. Он незаменим из-за своих основных преимуществ:

Чрезвычайная твердость: придает непревзойденную проникающую способность, позволяющую пробить твердую, отрезающую-оболочку, при этом кромка не затупляется мгновенно.

Структурная жесткость: Карбид чрезвычайно жесткий.1 Такое низкое отклонение при высоких осевых усилиях необходимо для сохранения точности и предотвращения катастрофического разрушения менее жестких материалов.

Горячая твердость: твердый сплав может достичь своей режущей кромки и твердости, даже когда он подвергается воздействию высоких температур, образующихся во время сверления, и поэтому не подвергается пластической деформации, вызывающей разрушение долот из быстрорежущей стали и кобальта.2

Высокое-качественное и стабильное сверление буквально закаленной стали — прерогатива твердосплавного инструмента для любого профессионала.

На что обратить внимание при выборе твердосплавного сверла

При выборетвердосплавное сверло, важно учитывать не только размер, но и поиск определенных конструктивных характеристик, которые рассчитаны на выдерживание наибольшей нагрузки и наибольшего количества тепла.

Качество субстрата: сила микрозерна

Основой хорошего твердосплавного сверла является качество основного материала или основы. Вам потребуется ультра-мелкозернистый или микрозернистый карбид вольфрама. Представьте себе, что размер зерна является строительным блоком режущей кромки инструмента. Меньший размер зерна (менее 1 мм) приведет к получению более сложной и прочной кромки. Это очень важно, поскольку значительно снижает вероятность откола мелких частиц от кромки (микро-скабливания) при сверлении твердых и хрупких материалов.

Геометрия для жесткости

Форма сверла – это прежде всего то, что придает ему силу пробивать закаленную сталь:

● Угол при вершине: для закаленной стали стандартом является угол при вершине от 135 до 140 градусов. Этот более тупой угол обеспечивает более короткую режущую кромку, что делает ее структурно более прочной и значительно улучшает стабильность. Ищите функцию точки разделения, -она настоятельно рекомендуется, так как она помогает мгновенно центрировать сверло, часто устраняя необходимость в отдельном точечном сверле.

●Толщина стенки: это внутренний диаметр сверла. Более толстая паутина не-обсуждается. Это придает сверлу максимальную структурную жесткость, предотвращая распространенную поломку сверла при воздействии огромных осевых сил, необходимых для образования стружки в твердом материале.

●Конструкция канавок: из закаленной стали образуется мелкая хрупкая стружка. Хотя уменьшенный угол спирали может укрепить режущую кромку, в современных твердосплавных сверлах часто используются оптимизированные канавки, позволяющие быстро убрать твердую стружку, особенно при использовании СОЖ под высоким-давлением.

Важно: за счет-подачи охлаждающей жидкости

Твёрдая сталь твёрдая, и это создаёт трение, из-за которого при сверлении практически сразу выделяется тепло. Это тепло, которое является врагом срока службы инструмента. Таким образом, для высокопроизводительных-приложений требуются сквозные-отверстия для охлаждающей жидкости (внутренние каналы охлаждающей жидкости).

Впрыск СОЖ под высоким-давлением (часто 300 фунтов на квадратный дюйм или выше) в зону резки выполняет две важные функции:

Управление теплом: помогает избежать деформации или поломки режущей кромки из-за тепловых воздействий.

Эвакуация стружки: это эффективная струя, которая удаляет острую стружку, находящуюся в отверстии, чтобы избежать повторной резки и, таким образом, уничтожить инструмент.

Типы покрытия: Термический барьер

Покрытие сверла является необходимой защитой двигателя от нагрева и стирания. Обычно их наносят методом, называемым физическим осаждением из паровой фазы.

Титан-алюминиевый нитрид (TiAlN / AlTiN): это стандарт золота из закаленной стали. Когда он становится горячим, он образует твердое, -стойкое к износу покрытие из оксида алюминия, которое обеспечивает невероятную стойкость к окислению и позволяет резать с более высокой скоростью.

Алюминий-хром-нитрид (AlCrN): волшебное решение, которое во многих случаях немного жестче и поэтому хорошо подходит для процессов, где сила резания может прерываться или где требуется более высокая скорость подачи.

Рекомендации по скоростям, подачам и подводу СОЖ

Необходимо планировать резку твердых сплавов. Основное правило сверления закаленной стали: низкая скорость поверхности (SFM) и подача СОЖ под высоким-давлением.

Рекомендуемые параметры запуска

Безопасной отправной точкой являются правильные настройки, которые зависят от точной твердости (HRC) используемого материала и диаметра сверла, однако безопасными отправными точками являются следующие:

Расчет числа оборотов в минуту: вы должны знать желаемое количество футов поверхности в минуту (SFM). Затем вы рассчитываете скорость шпинделя (об/мин) по простой формуле: об/мин=DSFM×3,82​ (где D — диаметр сверла в дюймах).

Почему вам нужно минимальное количество корма: не кормите слишком медленно! В отличие от более мягких металлов, вам необходимо приложить достаточное усилие, чтобы сверло разрезало материал.

Peck Drilling and Chip Management

●Цикл проклейки. Цикл проклейки рекомендуется использовать для отверстия, диаметр которого примерно в 3 раза превышает диаметр (3D), даже при наличии сквозной-смазочно-охлаждающей жидкости. Проклевывание — это короткое отведение сверла, чтобы разрезать стружку на мелкие-кусочки и убедиться, что на острие попадает свежая охлаждающая жидкость. Подходящая начальная глубина пека обычно составляет от 0,5D до 1D.

●Стратегия подачи СОЖ. Всегда рекомендуется использовать системы высокого-давления (не менее 300 фунтов на квадратный дюйм) в шпинделе или держателе инструмента, чтобы обеспечить максимальную эффективность и срок службы инструмента.

Краткая справочная таблица (пример показателя)

Выбор правильного типа сверла

Соотношение длины-к-диаметру (L/D) твердосплавного сверла имеет решающее значение. Это определяет его жесткость и вылет. Вы должны выбрать сверло, которое сочетает в себе необходимую глубину и максимальную устойчивость.

Для большинства проектов из закаленной стали лучшим выбором будет твердосплавное сверло 3D или 5D с верхним-покрытием (AlTiN/AlCrN) и сквозной-подачей СОЖ.

Лучший выбор: лучшие твердосплавные сверла для закаленной стали

Лучший инструмент – это знания. Нам необходимо согласовать характеристики сверла с условиями вашей обработки. В Great CNC Machine мы уделяем особое внимание инструментам, которые обеспечивают непревзойденную жесткость и тепловые характеристики.

Контрольный список настройки и передового опыта

Лучшее твердосплавное сверло все равно сломается, если настройка вашего станка нестабильна. Нам нужно, чтобы максимизировать производительность требует навязчивого внимания:

Инструмент-Удержание

Минимизация выхода-выхода

Работа холдинга

Предварительное-бурение/обнаружение

Шаг-за-Шагом: успешное сверление закаленной стали

Следуйте этому простому процессу для достижения оптимальных результатов:

●Предварительная-работа: необходимо проверить твердость материала (HRC). Необходимо запрограммировать машину на рассчитанные вами обороты.

●Настройка. Установите твердосплавное сверло в прецизионный-держатель. Убедитесь, что сквозная-система СОЖ находится под давлением (минимум 300 фунтов на квадратный дюйм) и течет непосредственно к наконечнику.

●Выполнение: начните резку и внимательно следите за ней. В результате успешной резки должны образовываться мелкие, фрагментированные,-равномерные по размеру темно-синие или серые стружки.

Срок службы инструмента, безопасность и обслуживание

Индикаторы срока службы инструмента

Сверла из твердого сплава необходимо своевременно заменять, прежде чем произойдет катастрофический отказ, который может привести к повреждению станка или детали. К тревожным сигналам также относятся: заметное увеличение нагрузки на шпиндель, изменение цвета стружки (например, черная или желтая), а также наличие мест износа на режущей кромке (износ обычно не должен превышать $0,3$ мм).

Безопасность и обслуживание

●Безопасность: Всегда надевайте защитные очки. Стальная стружка, закаленная, очень острая. При полной остановке шпинделя щетка только скалывается или сгорает.

●Продление срока службы инструмента. Это должно гарантировать фильтрацию охлаждающей жидкости без возможности рециркуляции абразивного мусора. Следите за тем, чтобы во время резки у станка не было перерывов и простоев.

Часто задаваемые вопросы

Может ли кобальт работать с закаленной сталью?

Нет. Кобальт тверже при высоких температурах, чем стандартная быстрорежущая сталь, но он не обладает жесткостью и высокой твердостью, необходимыми для длительного прецизионного сверления действительно закаленной стали (HRC 45+). Это приведет к быстрому выходу инструмента из строя и низкому качеству.

Всегда ли мне нужна сквозная-смазочно-охлаждающая жидкость?

Да, сквозная-подача СОЖ требуется там, где необходимо сверлить закаленную сталь, и скорость сверления высока. Внешняя охлаждающая жидкость просто не может эффективно проникнуть в отверстие и достичь зоны резания, и, как следствие, происходит немедленное накопление тепла и износ задней поверхности.

Какое покрытие лучше?

Наиболее желательное покрытие — TiAlN. Имеет высочайшую термическую стабильность. При высоких температурах образуется защитный слой оксида алюминия. AlCrN — мощный и надежный заменитель, особенно при большом количестве подачи.

Заключение

Этот процесс требует самого лучшего инструмента и жесткости машины. Мы приглашаем вас изучить широкий ассортимент высокопроизводительных-твердосплавных сверл компании Great CNC Machine. Наш выбор создан для стабильности и долговечности. Свяжитесь с нашей командой экспертов, чтобы получить помощь в выборе точного инструмента и параметров применения, чтобы обеспечить стабильный успех ваших проектов по закаленной стали.