4. Dự định kết quả
1.2.2.4. Ảnh hưởng của vật liệu làm dao và đặc điểm của vật liệu CBN khi tiện cứng
tiện cứng
Khi gia công cùng một loại vật liệu, vật liệu làm dụng cụ cắt khác nhau thì biến dạng của phoi cũng khác nhau, lực ma sát giữa mặt sau của dụng cụ cắt với phôi, mặt trước của dụng cụ cắt cũng khác nhau.
Mặt khác trong vùng tiếp xúc giữa dụng cụ cắt với phoi và chi tiết gia công còn xảy ra các mối tương tác hoá lý rất phức tạp. Do đó vật liệu làm dụng cụ cắt khác nhau, lực cắt khác nhau.
Thực nghiệm cho thấy khi gia công thép bằng dụng cụ cắt vật liệu là HKC lực cắt chỉ bằng 90 ÷ 95 % so với dụng cụ cắt thép gió. Khi cắt bằng dụng cụ cắt vật liệu sứ lực cắt chỉ bằng 88 ÷ 90 % khi cắt bằng dao thép gió.
Theo Trent [14], CBN là loại vật liệu không tồn tại trong tự nhiên. CBN có các tính chất cơ lý tuyệt diệu đó là: độ bền nóng cao, có khả năng duy trì hình dạng ở nhiệt độ cao, độ cứng ở nhiệt độ trong phòng cao từ (4000 ÷ 5000 HV) phụ thuộc vào hướng của bề mặt đo độ cứng và hướng mạng tinh (1-8)
thể. Một lượng nhỏ kim loại hoặc ceramics được trộn với Nitritbo tạo nên CBN. Độ cứng của CBN giảm khi nhiệt độ tăng nhưng vẫn cao hơn tất cả những vật liệu dụng cụ khác làm cho loại vật liệu này có thể cắt vật liệu có độ cứng cao với vận tốc cắt cao kết hợp với khả năng chống mòn do cào xước và khả năng chống tương tác với sắt thép cao. Độ dẫn nhiệt của PCBN khoảng 100 W/moC. Mảnh dao CBN có hai loại:
- Các lớp mỏng với chiều dày < 5 mm được gắn lên thân các bít. - Cả khối CBN.
Các tính chất và khả năng sử dụng của dụng cụ PCBN chủ yếu phụ thuộc vào độ cứng rất cao của Nitritbo nhưng pha thứ hai đóng vai trò quan trọng. Hàm lượng pha thứ hai càng cao thì tuổi bền của dụng cụ càng cao đặc biệt khi gia công tinh với lượng chạy dao và chiều sâu cắtt nhỏ. Khi gia công thô tuổi bền của dao tăng khi sử dụng mảnh dao với hàm lượng pha thứ hai thấp [11,14].
Có thể chia CBN thành hai nhóm:
- Nhóm có thành phần CBN cao khoảng 90 % (CBN – H) sử dụng chất dính kết kim loại.
- Nhóm có thành phần CBN thấp khoảng 50 ÷ 70 % (CBN – L) sử dụng ceramics làm chất kết dính.
Hình 1.12: Cấu trúc tế vi của hai loại mảnh dao TDGN160304S2501, TDGN160308S1501, [13].
Hình ảnh cấu trúc của hai loại thép này được chỉ ra trên hình 1.12 với chất dính kết là Co đối với CBN – H và Co, TiN với CBN – L.
Mặc dù CBN – H có độ cứng cao hơn và độ dai va đập cao hơn nhưng tuổi bền của CBN – L lại cao hơn và tạo nên độ bóng bề mặt tốt hơn [13].
Hiện tượng này được giải thích theo nhiều cách khác nhau như: CBN – L có tuổi bền cao hơn là do có sức bền liên kết cao hơn, lớp đọng trên mặt sau của dao CBN – L có tác dụng bảo vệ mặt sau, CBN – L có hệ số dẫn nhiệt thấp hơn là nguyên nhân tăng nhiệt độ trong vùng tạo phoi làm giảm độ cứng của vật liệu gia công quanh vùng cắt làm cho quá trình cắt dễ dàng hơn. Hơn nữa cấu trúc và tính chất hoá học của mảnh dao CBN có thể quyết định vấn đề mòn của dao CBN [13]. Dao CBN – L tồn tại pha dính kết ceramics làm tăng tính trơ hoá học của vật liệu dụng cụ dẫn đến tăng khả năng cắt.
Nghiên cứu về tính gia công của một số loại thép hợp kim tôi cứng đến trên 60 HRC cho thấy lực cắt hướng trục Px tăng khi gia công thép có các hạt các bít thô (thép S6-5-2), và lực cắt Pz tăng với thép có các hạt các bít mịn và đồng đều (thép 16MnCr5E). Từ đó có thể thấy rằng CBN không thích hợp về mặt kinh tế khi gia công thép có thành phần ferit cao và độ cứng dưới 50 HRC [7].