一,Kualitas baja-berkekuatan tinggi dan masalah yang muncul saat mengerjakannya
Baja berkekuatan tinggi biasanya merupakan baja paduan dengan kekuatan tarik lebih dari 1200MPa. Baja ini dapat dibagi menjadi dua kelompok: baja paduan rendah-(seperti 40Cr, 30CrMnSi) dan baja berkekuatan sangat tinggi (seperti 300M, 45CrNiMoVA). Bagian utamanya adalah:
Kekerasan dan ketangguhan tinggi: Setelah quenching atau tempering, kekerasannya bisa mencapai HRC30-50, kekuatan tariknya mencapai 1500MPa, dan ketangguhannya tetap bagus. Artinya sangat sulit untuk dipotong dan gaya potongnya 1,2–1,5 kali lebih besar dibandingkan baja biasa.
Konduktivitas termal rendah: Konduktivitas termal hanya 1/3 hingga 1/4 dari baja karbon sedang. Panas pemotongan sebagian besar berada di area ujung alat, yang dapat dengan cepat membuat alat menjadi aus.
Kecenderungan untuk bekerja mengeras: Lapisan yang mengeras terbentuk pada lapisan permukaan selama pemotongan. Lapisan ini 50% hingga 100% lebih keras dibandingkan bahan di bawahnya, sehingga membuat pemotongan menjadi lebih sulit.
Keripik yang sulit dipecahkan: Plastisitas yang tinggi membuat keping membentuk pita kontinu yang mudah tersangkut di pahat dan benda kerja, sehingga membuat pemesinan menjadi kurang stabil.
Ciri-ciri ini menyebabkan masalah termasuk kerusakan alat, keausan yang cepat, dan kualitas permukaan yang buruk ketika melakukan pemesinan dengan metode tradisional. Pertanyaan pentingnya adalah apakah permesinan CNC dapat mengatasi tantangan ini.
2, Pemeriksaan tentang seberapa baik teknologi pemesinan CNC bekerja dengan-baja berkekuatan tinggi
Pemesinan kontrol numerik membantu menghasilkan-baja berkekuatan tinggi dengan memungkinkan Anda mengontrol gerakan dengan presisi tinggi, mengganti pahat secara otomatis, dan menghubungkan banyak sumbu secara bersamaan. Anda mungkin melihat betapa mudahnya beradaptasi dengan cara berikut:
1. Aturan ketat untuk peralatan mesin
Pemrosesan baja-berkekuatan tinggi memerlukan peralatan mesin yang dilengkapi dengan-spindle dengan kekakuan tinggi dan sistem rel pemandu yang mampu menahan gaya pemotongan yang besar. Peralatan mesin CNC dengan hubungan lima-sumbu, misalnya, dapat mengurangi getaran selama pemesinan permukaan yang kompleks dan membuat pemesinan lebih stabil dengan meningkatkan desain struktur dan algoritme kontrol gerak. Pusat permesinan lima-sumbu yang digunakan dalam penerbangan memiliki fungsi pemotongan kecepatan linier konstan yang menjaga kecepatan pemotongan tetap sama saat melakukan milling pada permukaan kerucut dan bola. Hal ini menjaga alat agar tidak kelebihan beban saat kecepatan bervariasi.
2. Memperbaiki bahan dan bentuk alat
Karena baja-berkekuatan tinggi sangat kuat, material perkakas perlu menemukan keseimbangan yang tepat antara kekerasan, ketangguhan, dan stabilitas termal:
Alat pemotong paduan keras cocok untuk pemesinan yang keras. Mereka dibuat lebih baik dengan menambahkan karbida seperti TiC dan TaC. Misalnya, saat bekerja dengan baja tahan karat austenitik 2169 dan alat pemotong paduan keras kelas YH1, Anda bisa mendapatkan kekasaran permukaan Ra0,8-1,6 μm dengan menggunakan sudut depan 22 derajat dan sudut belakang 10 derajat, bersama dengan pendingin oli pemotongan tersulfurisasi.
Alat pemotong yang dilapisi: Lapisan TiAlN dapat membuat permukaan alat pemotong lebih keras dari 3500HV dan mengurangi kemungkinan keausan bulan sabit. Pengujian telah menunjukkan bahwa perkakas dengan pelapis bertahan tiga kali lebih lama dibandingkan perkakas tanpa pelapis saat bekerja dengan baja 300M.
Alat pemotong kubik boron nitrida (CBN) cocok untuk pemesinan presisi dan dapat menahan suhu hingga 3000HV. Ia bisa mendapatkan kekasaran permukaan Ra0,4 μm atau kurang ketika memotong pada 50m/menit dan memberi makan pada 0,1 mm/s.
Parameter geometri alat pemotong: sudut penggaruk yang pendek (0 derajat -5 derajat ), sudut penggaruk yang besar (10 derajat -15 derajat ), dan desain tepi melengkung yang dapat menyebarkan daya pemotongan dan menurunkan kemungkinan patahnya tepian. Misalnya, radius ujung pahat r lebih besar atau sama dengan 0,8 mm dapat memperpanjang umur pahat saat bekerja dengan baja 300M.
3. Pengaturan pemotongan dan cara pendinginan
Kecepatan pemotongan: Untuk pemesinan kasar, kecepatan dibuat rendah (15–50 m/menit) untuk mengurangi tekanan termal. Untuk pemesinan presisi, kecepatan dinaikkan menjadi 80–120 m/mnt untuk memanfaatkan efek pelunakan termal. Uji pemesinan kasar baja 300M menunjukkan bahwa gaya potongnya sederhana dan kualitas permukaannya bagus ketika kecepatan potong 150m/menit, laju pengumpanan 0,2 mm/s, dan kedalaman pemotongan 1 mm.
Cara mendinginkan: Cairan pendingin-bertekanan tinggi (tekanan lebih besar dari atau sama dengan 7MPa) dapat masuk ke area pemotongan dan menurunkan suhu lebih dari 40%. Untuk material chip yang sulit pecah, teknologi pendinginan pulsa dapat membantu chip retak.
Memilih cairan pemotongan yang tepat: Emulsi tekanan ekstrim, yang mengandung aditif tekanan ekstrim sulfur dan klorin, dapat memberikan lapisan adsorpsi kimia yang menjaga pahat agar tidak bersentuhan langsung dengan benda kerja. Misalnya, menggunakan cairan pendingin aktif dengan CCL4 saat bekerja dengan-logam bersuhu tinggi dapat membuat perkakas bertahan 50% lebih lama.
3, Penggunaan umum pemesinan CNC untuk-baja berkekuatan tinggi
1. Membuat suku cadang untuk tempa penerbangan
Untuk penerbangan, die tempa{0}}baja berkekuatan tinggi, seperti rangka bagian belakang tangki bahan bakar, memiliki bentuk yang rumit dan bahan yang kuat. Pemrosesan tradisional lambat dan membutuhkan banyak tekanan. Dengan menggunakan pemodelan terbalik pemindaian optik, kami dapat secara tepat memposisikan ruang kosong setelah beralih ke teknologi pemesinan CNC lima-sumbu. Ketika dikombinasikan dengan uji pemotongan untuk menemukan pengaturan terbaik (seperti kecepatan potong 60m/menit dan laju pengumpanan 0,05 mm/r), waktu yang diperlukan untuk memproses satu bagian dipotong sebesar 40%, dan kekasaran permukaan mencapai Ra0,8 μm.
2. Mengerjakan poros transmisi mobil
Baja 40Cr yang digunakan untuk poros transmisi otomotif harus sangat kuat terhadap kelelahan. Menggunakan alat pemotong paduan keras berlapis dengan sudut depan 5 derajat dan sudut belakang 12 derajat dalam pembubutan CNC, bersama dengan kecepatan pemotongan linier konstan (kecepatan permukaan 120m/mnt), alat ini bertahan lebih dari 2 jam selama pemrosesan batch, dan tingkat kualifikasi produk naik hingga 99,5%.
