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【伊斯卡刀（dāo）具】勝任不鏽鋼的加工
發布時間：2020-11-30
不鏽鋼分類
長期（qī）以來，不鏽（xiù）鋼一直是主流工程材料。不鏽鋼製（zhì）品隨處可見，遍布於渦輪機械、廚房用具、航空（kōng）航天工程、外科手術、油氣工業及食品工業（yè）等領域。不鏽鋼（gāng）得以應用得如此廣泛，源於該材料非常重要的特性—防腐蝕性。 “不鏽鋼”及“防腐蝕鋼”通常被視為（wéi）同義詞，還（hái）有諸如防鏽鋼、不鏽鋼及無腐蝕鋼等詞。不鏽鋼，最初的意思是“免於紅色鏽斑”，指鐵氧化的結果。腐蝕是化學反應及物理-化學（xué）反應所導致的結果。腐蝕有不同（tóng）類型。
1.依據其主要功（gōng）能特征，不鏽鋼被劃（huá）分為以下（xià）幾類（lèi）：耐腐蝕鋼 – 在正（zhèng）常情況下免於腐蝕；抗氧化不鏽（xiù）鋼或防鏽（xiù）不鏽鋼 – 在高溫、不友好環境下具有耐腐蝕性；耐熱不鏽鋼或在高溫應力下不失（shī）去（qù）強度的耐高溫不鏽鋼。因此，可將（jiāng）耐腐蝕鋼視作不鏽（xiù）鋼的一類。
2.以（yǐ）上不鏽鋼種類的功能（néng）特點決定了在切削刀具設計中對（duì）其（qí）材料組的選擇。對從事不鏽鋼加工的（de）製造（zào）商而言（yán），關鍵要（yào）素是材料的機械加（jiā）工性。不鏽鋼的機械加工性與鋼的元素（sù）含量及結構相關。據此，不鏽鋼可分（fèn）為以下（xià）幾種類（lèi）型：鉻不鏽鋼（鐵素體不鏽鋼；馬氏體不（bú）鏽鋼及鐵（tiě）素（sù）體-馬氏體不鏽鋼）；鉻鎳不鏽鋼（奧氏體不鏽鋼及超級奧氏體不鏽鋼；奧氏體（tǐ）-鐵素體雙相不鏽鋼）；此外，還有一種沉澱硬化不鏽鋼(PH)，既可以是馬氏體（tǐ）型，也可以是半奧氏體型，是一種單獨的分類。
3.判斷不鏽鋼屬於哪種類型，能幫助評估其機械加工性及（jí）挑選所需刀具。在切削刀具的設計中，不鏽鋼的種類（lèi）是決（jué）定刀具（jù）幾何形狀、甄選（xuǎn）刀具材料（尤其是硬質合金刀具），確定冷卻供應的主要因素。
從機械加工性的視角來看，鐵素體不鏽鋼及馬氏體不鏽鋼與高合金（jīn）鋼非常相似（sì）。因此，ISO 513標準規約了刀具應用（yòng）的（de）主要種類，將鐵素體不鏽鋼和馬氏體不（bú）鏽鋼歸類至ISO P材料組。然而，奧（ào）氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼及沉（chén）澱硬化不鏽鋼（gāng）的情況（kuàng）是完全不同的。以上類型不鏽鋼機械加工性較差，依據其加工性而歸類至（zhì）ISO M材料組。
機械加工性還受到熱（rè）處理（lǐ）的影（yǐng）響。在加工ISO M類不鏽鋼（gāng）時，源（yuán）於這類材料的機械加工性差，刀具切削刃處於重載工況：一旦鋼的熱傳導性開始變差，高溫就會引起熱裂；自硬性，源於（yú）加（jiā）工過程中材（cái）料的變形，導致塑性變形及破（pò）裂；材料強度高導致疲勞磨（mó）損及破損；材料的粘附性趨勢導致積屑瘤的產生。
ISO S材料組的應用主要考慮高溫（wēn）超級（jí）合金（jīn）(HTSA)，鈦及鈦（tài）合（hé）金的加工。在（zài）眾多的HTSA材（cái）料中，有鐵基合金，事實上（shàng），也被稱作耐熱不鏽鋼，其機械加工性較不鏽鋼材（cái）料就差了很多。
因此，不（bú）鏽鋼作為一種工程材料的大類，因元素含量、性能及機械（xiè）加工（gōng）性而各不相同。加工不鏽（xiù）鋼需要切削刀具，刀具（jù）具有不同的切（qiē）削形狀，刀具牌號，涵蓋了三種主要材料組：ISO P，ISO M及ISO S。
金屬加工行業對用於（yú）不鏽（xiù）鋼加工的刀具需求呈增長態勢，切削刀具製造商們一直（zhí）在為工業增長的需求尋找（zhǎo）適合的答複。盡管不鏽鋼的加工曆時（shí）已久，切削刀具製造（zào）商們仍努力探尋能帶來技（jì）術創新的進展（zhǎn）及（jí）提高（gāo）現有解決方案的新可能（néng）性。來自全球切削（xuē）刀（dāo）具領軍企（qǐ）業之一伊斯卡的最新產品，恰是致力於此。
車削刀具
基於經驗累積，伊（yī）斯卡研發了三（sān）種ISO車（chē）刀片斷屑槽。這些斷（duàn）屑槽，定義了刀片前刀（dāo）麵的形狀，被（bèi）命名為R3M, M3M 及（jí）F3M，指定了（le）主要應（yīng）用領域：不鏽鋼的粗車加工、半精車加工及精車加工。被應用於雙麵負型車刀片及單麵正（zhèng）型車刀片的斷屑槽（cáo）設計（jì）。該斷屑槽的典型特征是具有特定形狀的卷屑台以實現更佳的切屑控製，波紋狀卷屑台有助於使（shǐ）得刀片免於受到來自切（qiē）屑的破壞。在設計階段就通過切屑流3D建模對卷屑台的形狀設計做出極大（dà）的貢獻。為幫助用戶能識別出（chū）各斷屑槽型（xíng），在刀片（piàn）中心孔周邊刻印（yìn）了（le）圖案，每一類型（xíng）的斷屑槽（cáo）均以不同數量（liàng）的齒輪形圖案做出特征標識。
在金（jīn）屬加工領域，瑞士自動（dòng）機床非常適用於小規格不鏽鋼件的加工，特別（bié）是航空工業及醫療器械工業。伊（yī）斯卡最近推出帶新型NX斷屑槽的（de）車削-切槽刀片，豐富了（le）SWISSCUT INNOVAL係列，該係列是專為瑞士自動機床而特別研製的。新型斷屑槽大（dà）大改善了在不鏽鋼（gāng）加工中對切屑（xiè）的控製。在前麵的案例中，切屑（xiè）成型的3D建模有助於找（zhǎo）到優化的切屑形狀。
在切斷及（jí）切槽方麵，伊（yī）斯卡發布了兩（liǎng）種全新的硬質合金牌號用於不鏽鋼的加工，采用了TiAlN（PVD）塗層：IC1010用於中-高速切削；IC1030用於低（dī）-中速（sù）切削（xuē）。在伊斯卡專家看來（lái），對伊斯卡（kǎ）最為（wéi）前沿的硬質合金牌號施予後塗層處理技術（SUMOTEC），結合新的斷屑槽（cáo）能使得刀具性能更佳，刀具壽命更高。
旋轉刀具
切削刀具的技術性能在很大程度上取決（jué）於其特性。在不鏽鋼鑽削加（jiā）工方（fāng）麵，伊斯卡最新的研發都（dōu）意（yì）在創生出更佳的刀具材料，順勢推（tuī）出兩種新型硬質合金牌號：IC806及IC5500。IC806牌號采用了PVD物理塗層，主要（yào）用於難加工的耐熱不鏽鋼（ISO S材料（liào）組及ISO M材料組（zǔ））的深（shēn）孔鑽削；而IC5500牌號，其特點是不僅采用了新的硬質合金基體而且采（cǎi）用了CVD化學塗（tú）層，確保在（zài）鐵素體不鏽鋼及馬氏體不鏽鋼（ISO P材料組）的鑽削加工中具有高性能。
IC5500牌號在鑽削加工中（zhōng）效果顯著，對該牌號應用領域的擴張帶來了直接的影響，最（zuì）終被可轉位銑刀係列所采納。裝夾圓刀片的（de）銑刀係（xì）列最近擴展了新銑刀，用於輪廓表麵的加（jiā）工，特別是渦輪葉片表麵的加工。新刀（dāo）片提供兩種設計版本。第一個版（bǎn）本由IC5820牌號製成，用於加工奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼以及沉澱硬化不鏽鋼（ISO M材料（liào）組及 ISO S材料組）。第二個版本由IC5500牌號（hào）製（zhì）成（chéng），用於加工鐵素體不鏽鋼及馬氏體不鏽（xiù）鋼（ISO P材料組）。IC5500牌號，不僅在鑽削（xuē）加（jiā）工中得到（dào）驗（yàn）證，而且作為圓刀片的牌號也顯（xiǎn）著提高了切削速度。
伊斯卡最近（jìn）研發的帶5個螺旋槽的整（zhěng）體硬質合（hé）金立銑刀係列為在奧氏（shì）體不鏽鋼、雙相不鏽鋼以及（jí）沉澱硬化（huà）不鏽鋼（gāng）（ISO M材料組及 ISO S材料組）的加工（gōng）提供了有意思的解決方案。立銑刀概念利用了防振原理，具有不等螺距和不等螺旋角，被納入伊斯卡防振（zhèn）產品。新（xīn）增元素是副切（qiē）削刃磨損（sǔn）控製結構。立銑刀（dāo）由PVD塗層的超細（xì）晶粒硬質合金（jīn）牌號IC608製成。立銑刀複合了防振式切入，副切削刃，強固的錐形芯，先進（jìn）的耐（nài）磨牌號而設計，帶來了顯著提高的刀具（jù）壽命（mìng）。
高效冷卻—進階成功之（zhī）路（lù）
在難加工不（bú）鏽鋼材料的加（jiā）工中，在諸（zhū）多案例中，高效冷卻是性能優化（huà）的一個因素。幾年前推出的TANGSLIT槽（cáo）銑刀（dāo），冷卻液流經冷卻通道直達每一切削刃，為用戶（hù）提供了合理的解決方案。該槽銑刀，既適（shì）用於低壓冷（lěng）卻（最高冷卻（què）壓力為10bar），也適用於高壓冷卻（最高冷卻壓力為340bar），切削速度最大能（néng）提高50%，確保（bǎo）高效排屑，提（tí）高（gāo）了被加工表（biǎo）麵質量。
隨著加工領域對高壓冷卻應用需求的增長，伊斯卡推出適（shì）用於（yú）螺紋加工的帶（dài）冷卻通道的新式（shì）刀（dāo）夾。該刀夾夾持帶10個切削刃的高經（jīng）濟性刀片。
結語（yǔ）
市場不斷（duàn）對（duì）不鏽鋼加工提出訴求（qiú）更多高效刀具的需求（qiú），需要切削刀具製造商做出適當的反饋。高度勝任，高度專業，加上主動（dòng）創新精神，是這裏的決（jué）定因素，也是前進（jìn）之路。伊斯卡保持決心，並將在今後秉承這一套做法持續發展。