锯床技术

几种难锯切材料的双金属带锯条的选用和参数推荐

日期:2019-11-08 23:38:36


一、材料难切的原因和锯条的失效方式

难加工材料之所以难以锯切就是因为其相对切削性太差,如高硬度和高强度、高塑性和高韧性、低导热性、低塑性、高脆性、化学性能过于活泼等特点造成切削过程中切削力大、切削温度高、切屑难于控制、加工硬化严重等问题。

不锈钢材料例如316不锈钢,双相不锈钢等其加工硬化性大,在切削过程中,被加工材料会产生塑性变形;不锈钢的导热率低,切削加工时切屑带走热量少,切削点的温度上升,导致带锯寿命变短;同时,不锈钢亲和性大,易使刀尖产生积屑瘤和后刀面产生附着物,从而使被加工表面精度下降。

钛合金的切削加工性表现为:密度小、导热性差、锯切加工时切削热不易扩散,导致带锯条齿部寿命很短,容易切斜。

有些模具钢材料如预硬的模具钢NAK80, 1.2711等难切模具钢的主要特点是硬度、强度高,塑性、导热性差。在锯切过程中,切屑与前刀面接触长度短,因此切削力和切削温度集中在切削刃附近,易使带锯齿尖磨损和崩刃,也易导致切斜。

高温合金的切削加工性差,切削系数仅在0.2~0.5之间,合金中的强化相很多,分散程度越大,热强性能越好,切削加工性能就越差。变形高温合金由易到难的顺序为:

GH4034、 GH2036、 GH2132、 GH2135 、GH140、GH3030、GH4033、GH4037、GH4039、GH4133A

铸造高温合金由易到难的顺序为:K211、 K214、K401、K406 。此外,高温合金还有切削变形大,加工硬化倾向大,切削力大,切削温度高等特点,导致这类材料锯切难度特别大,锯切中很容易导致齿尖磨损,切斜。

以上几种类型的材料,材料越大,锯切难度越大,越易导致切斜。

二、锯条的选择

用户要克服这些难加工材料的加工难点,就需要正确的选用带锯条和锯切参数以及齿形。

由于以上这几种材料的切削难度大,带锯条选用时要选择背部强度高,带锯条齿形几何精度高,锯条整体稳定性好,锯条耐用度高的品牌,由于以上材料的切削力比较大,每个齿每次切削时只切到几个微米厚, 带锯条的几何精度也很重要, 否则会造成部分齿尖早期失效。 如我们采用双金属带锯条来锯切这些材料,由于高速钢的耐磨性远低于硬质合金, 对带锯条的几何精度的要求尤为突出, 因此更要注意选用带锯条几何加工精度高的品牌。

双金属带锯条几何精度高的品牌,笔者建议采用泰嘉新材的泰钜系列的双金属带锯条作为锯切这些材料的首选。该品牌的锯条比普通锯条耐磨性更高,由于该公司制造装备精良,与国际一流带锯条企业相当,带锯条的几何精度控制相当好 。 随着锯切难度的加大,可以进一步选择其双金属的高低齿系列进行锯切,这种锯条对齿形进行了特殊设计,有效的减小了切削中的切削力,并减少切削中材料中的硬点对刀具的摩擦,并且排屑性能也有所提升,从而使带锯寿命得到比较大的延长。客户如对锯切效率有更高的要求,推荐使用分齿型硬质合金带锯条,如泰矩的分齿型硬质合金进行锯切。

以下是一家工业用不锈钢管大型企业采用双金属带锯条的高低齿锯切难切不锈钢以及铁基高温合金的一个案例。

三、案例分享:

这家公司锯切的材料对象为 625/C276/S32750/S32760/NO8028/S316/S304等普通不锈钢和高温合金,双相不锈钢等材料。本案例中我们采用了两根HB41mm 2/3 高低齿(订货齿形号:2310D)进行试切并与某进口品牌的高低齿锯条性能进行对比。他们使用的锯床为AMADA锯床HFA-4000W,线速度设定为28m/min; 案例中锯切的材料NO8028为耐腐蚀镍基高温合金钢,316L为不锈钢,H13为热作模具钢,不同锯条,不同材料,其锯切效率均相同。具体试切数据如下:

1)第一根HB 高低齿数据:

锯切材料

材料大小(mm)

锯切刀数

面积(㎡)

NO8028

¢250

35

1.1717

S316L

¢250

6

0.2943

S316L

¢215

37

1.3426

H13

¢370

6

0.6448

合计

3.45㎡

1#泰钜高低齿锯条合计锯切84刀,3.45㎡,锯条的失效方式为齿部严重磨损,锯切效率低,锯条正常失效。

2)第二根泰钜HB高低齿锯切数据:

锯切材料

材料大小(mm)

锯切刀数

面积(㎡)

NO8028

¢250

8

0.3925

S316L

¢250

8

0.3925

S316L

¢215

76

2.7577

合计

3.543

2#泰钜高低齿锯条合计锯切92刀,3.543㎡,锯条的失效方式为齿部严重磨损,锯切效率低,锯条正常失效。

3)某进口锯条高低齿锯条。

锯切材料

材料大小(mm)

锯切刀数

面积(㎡)

NO8028

¢250

37

1.8153

S316L

¢250

8

0.3925

S316L

¢215

15

0.5443

合计

2.75㎡

3#某进口锯条合计锯切60刀,2.75㎡,锯条的失效方式为齿部严重磨损,锯切效率低,锯条正常失效。

综合评价这三根锯条,其锯切性能相当。

四、采用双金属带锯条锯切双相不锈钢和高温合金时,推荐的锯切参数如下(其他难切钢种可参考双相不锈钢进行适当调整):

材料

材料规格(mm)

切削速度(m/min)

切削效率(cm²/min)

双相不锈钢,耐热钢

10

32

44

5

6

25

29

41

8

12

50

29

38

12

16

75

26

35

14

20

100

26

35

14

19

150

24

31

14

18

200

20

28

13

17

300

19

25

12

16

400

17

23

12

16

500

15

21

12

15

600

13

19

11

14

700

13

17

9

13

800

12

16

9

13

900

11

15

9

12

1000

10

14

8

12

高温合金

10

26

35

3

4

25

25

33

5

7

50

23

30

7

10

75

19

27

7

10

100

19

27

7

10

150

18

24

8

11

200

15

21

8

11

300

13

19

7

10

400

13

17

7

10

500

12

16

7

10

600

10

13

5

8

700

9

12

5

6

800

9

11

5

5

900

8

10

4

5

1000

7

9

4

5

注意:锯切双相不锈钢时,其切削液浓度要控制在12%~15%左右,高温合金的切削液浓度要控制在15%~20%。

五、注意事项:

1)虽然案例中这种高低齿在锯切韧性大,硬度高的材料上有优势, 但 齿部的强度比普通锯条稍弱,不宜用于拉齿失效多的场合。

2)锯条使用时,需要磨合,如不磨合,将很大程度上影响锯条性能。

3)这种双金属高低齿的锯条仅为硬质合金锯条和普通双金属带锯条的补充品种,建议锯切高温合金和双相不锈钢时,在情况允许下仍采用分齿型硬质合金带锯条。

4)目前这种高低齿型在锯切进口难切模具钢中亦有上乘表现。

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