Was ist die Hauptursache für den Verschleiß von Hartmetallwerkzeugen?

Geformte Hartmetallfräser sind aufgrund ihrer engen Formtoleranzen weit verbreitet. Da die Einsätze nicht direkt ersetzt werden können, werden die meisten Fräser verschrottet, nachdem die Einsätze zusammengebrochen sind, was die Bearbeitungskosten stark erhöht. Als nächstes analysiert ZZBETER die Gründe für den Verschleiß der Hartmetallschneide.

1. Eigenschaften von Verarbeitungsmaterialien

Beim Schneiden von Titanlegierungen lassen sich Späne aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen leicht binden oder bilden Spanknollen in der Nähe der Kante der Werkzeugspitze. An der Vorder- und Rückseite der Werkzeugfläche nahe der Werkzeugspitze bildet sich eine Hochtemperaturzone, die dazu führt, dass das Werkzeug rot und hart wird und den Verschleiß erhöht. Beim kontinuierlichen Schneiden bei hoher Temperatur werden die Haftung und die Verschmelzung durch die nachfolgende Verarbeitung beeinträchtigt. Beim Zwangsspülen wird ein Teil des Werkzeugmaterials mitgenommen, was zu Werkzeugdefekten und -beschädigungen führt. Außerdem bildet sich bei Schnitttemperaturen über 600 °C eine ausgehärtete Hartschicht auf der Werkstückoberfläche, die das Werkzeug stark verschleißt. Eine Titanlegierung hat einen niedrigen Elastizitätsmodul, eine große elastische Verformung und einen großen Rückprall der Werkstückoberfläche nahe der Flanke, so dass die Kontaktfläche zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der Flanke groß ist und der Verschleiß schwerwiegend ist.

2. Normaler Verschleiß

Wenn bei normaler Produktion und Verarbeitung die Toleranz beim kontinuierlichen Fräsen von Teilen aus Titanlegierung 15 mm bis 20 mm erreicht, tritt ein starker Verschleiß der Klinge auf. Kontinuierliches Fräsen ist äußerst ineffizient, und die Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks ist schlecht, was die Produktions- und Qualitätsanforderungen nicht erfüllen kann.

3. Unsachgemäßer Betrieb

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Gussteilen aus Titanlegierungen wie Kastendeckeln führen unangemessenes Einspannen, unangemessene Schnitttiefe, übermäßige Spindeldrehzahl, unzureichende Kühlung und andere unsachgemäße Vorgänge zum Zusammenbruch, zur Beschädigung und zum Bruch des Werkzeugs. Neben ineffektivem Fräsen verursacht dieser defekte Fräser auch Defekte wie z. B. eine konkave Oberfläche der bearbeiteten Oberfläche durch "Biss" während des Fräsvorgangs, was nicht nur die Bearbeitungsqualität der Fräsfläche beeinträchtigt, sondern auch Werkstückabfall verursacht schlimme Fälle.

4. Chemischer Verschleiß

Bei einer bestimmten Temperatur interagiert das Werkzeugmaterial chemisch mit einigen umgebenden Medien und bildet eine Schicht aus Verbindungen mit geringerer Härte auf der Oberfläche des Werkzeugs, und die Späne oder Werkstücke werden abgewischt, um Verschleiß und chemischen Verschleiß zu bilden.

5. Phasenwechselverschleiß

Wenn die Schnitttemperatur die Phasenübergangstemperatur des Werkzeugmaterials erreicht oder überschreitet, ändert sich die Mikrostruktur des Werkzeugmaterials, die Härte nimmt erheblich ab und der resultierende Werkzeugverschleiß wird als Phasenübergangsverschleiß bezeichnet.

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