Trenutno se kitajska predelovalna industrija strojev hitro razvija in nekateri materiali, ki jih je težko rezati, se pogosto uporabljajo v industriji materialov in industriji natančnih strojev.Da bi zadostili razvojnim potrebam sodobne strojno predelovalne industrije, moramo uporabiti nekatera orodja z visoko trdnostjo in dobro žilavostjo.Zato se orodja za trde materiale postopoma uporabljajo v mehansko predelovalni industriji.Ta članek se osredotoča na uporabo orodij za trde materiale pri strojni obdelavi z vidika razvoja orodij za trde materiale, da bi zagotovili medsebojno referenco za prijatelje v isti industriji.
S hitrim razvojem sodobne proizvodne tehnologije in ostre tržne konkurence se povečujejo tudi zahteve strojne predelovalne industrije po delih mehanske opreme, zlasti glede strukturne zmogljivosti mehanskih delov.Zato so se v družbi postopoma pojavili novi materiali z različnimi lastnostmi.Ti novi materiali ne predstavljajo le resnega izziva tradicionalnim obdelovalnim orodjem, ampak jih je tudi precej težko obdelati.V tem času so napredna rezalna orodja postala ključ do razvoja mehanske predelovalne industrije, orodja za trde materiale pa so bila nedvomno uporabljena za sodobno mehansko obdelavo.
1. Zgodovina razvoja orodij iz trdih materialov
V petdesetih letih prejšnjega stoletja so ameriški znanstveniki kot surovine vzeli sintetični diamant, vez in prah borovega karbida, reagirali pod visoko temperaturo in pritiskom ter sintrali polikristalni blok kot glavni material orodja.Po sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so ljudje postopoma razvili kompozitne ploščate materiale, ki se proizvajajo s kombinacijo diamanta in cementnega karbida ali borovega nitrida in cementnega karbida.Pri tej tehnologiji je cementni karbid obravnavan kot podlaga, na površini podlage pa se s stiskanjem ali sintranjem oblikuje plast diamanta.Diamant je debel približno 0,5 do 1 mm.Takšni materiali ne morejo samo izboljšati upogibne odpornosti materialov, temveč tudi učinkovito rešiti problem, da tradicionalnih materialov ni enostavno variti.To je spodbudilo orodje za trde materiale, da vstopi v fazo uporabe.
2. Uporaba orodij iz trdih materialov pri strojni obdelavi
(1) Uporaba monokristalnih diamantnih orodij
Enokristalni diamant običajno delimo na sintetični in naravni diamant.Na splošno, če se za izdelavo orodja uporablja monokristalni diamant, je treba izbrati diamant z večjo velikostjo delcev, maso večjo od 0,1 g in dolžino premera večjo od 3 mm.Trenutno je naravni diamant najtrši material v mineralih.Ne samo, da ima dobro odpornost proti obrabi, ampak je tudi orodje, izdelano iz njega, zelo ostro.Hkrati ima visoko oprijemljivost in nizko toplotno prevodnost.Obdelano orodje je gladko in kakovostno.Hkrati ima orodje iz naravnega diamanta zelo dobro vzdržljivost in relativno dolgo življenjsko dobo.Poleg tega pri dolgotrajnem rezanju skoraj ne bo vplivalo na obdelavo delov.Relativno nizka toplotna prevodnost lahko dobro vpliva na preprečevanje deformacije delov.
Naravni diamant ima številne prednosti.Čeprav so te prednosti drage, lahko izpolnijo zahteve številnih visoko natančnih rezalnih postopkov in se pogosto uporabljajo pri natančnem in ultra-natančnem rezanju.Kot so odsevna ogledala, ki uporabljajo atomske reaktorje in druge napredne tehnologije, pa tudi zemeljski navigacijski žiroskopi, ki se uporabljajo na izstrelkih ali raketah, kot tudi nekateri deli ur, kovinski dodatki itd., so uporabili to tehnologijo.
(2) Uporaba polikristalnih diamantnih orodij
Polikristalni diamant se običajno imenuje sintrani diamant.Uporaba polikristalnega diamanta za kovine, kot je kobalt, bo zaradi pogojev visoke temperature in visokega tlaka naredila veliko diamantnega monokristalnega prahu polikristalnega v enega in tako oblikovalo polikristalni orodni material.Trdota polikristalnega diamanta je nižja od trdote naravnega diamanta.Vendar pa ga tvori vrsta diamantnega prahu in ni primera, da bi imele različne kristalne ravnine različno moč in trdoto.Pri rezanju ima rezalni rob iz polikristalnega diamanta zelo visoko odpornost proti naključnim poškodbam in dobro odpornost proti obrabi.Rezilo lahko ohrani ostro relativno dolgo časa.Hkrati lahko pri obdelavi uporablja razmeroma visoko rezalno hitrost.V primerjavi z orodji iz karbidne trdine WC imajo polikristalna diamantna orodja daljšo življenjsko dobo, lažji dostop do sintetičnih materialov in nižje cene.
(3) Uporaba CVD diamanta
Orodni material CVD diamanta je obdelan pod nizkim pritiskom, kar je največja razlika od tradicionalne PSC tehnologije in PDC tehnologije.CVD diamant ne vsebuje nobene komponente katalizatorja.Čeprav je v nekaterih lastnostih podoben naravnemu diamantu, je še vedno enak polikristalnemu diamantu v materialih, to je, da so sestavna zrna neurejeno razporejena, nima krhke površine cepitve in ima enake lastnosti med površinami.V primerjavi z orodji, izdelanimi po tradicionalni tehnologiji, imajo orodja, izdelana po diamantni tehnologiji CVD, več prednosti, kot so bolj zapletena oblika orodja, nižji proizvodni stroški in več rezil istega rezila.
(4) Uporaba polikristalnega kubičnega borovega nitrida
Polikristalni kubični borov nitrid (PCBN) je zelo razširjeno orodje za trde materiale, ki se vedno bolj uporablja pri strojni obdelavi.Orodje, izdelano s to tehnologijo, ima odlično trdoto in odpornost proti obrabi.Ne samo, da se lahko uporablja pri relativno visokih temperaturah, ampak ima tudi odlično odpornost proti koroziji in toplotno prevodnost.V primerjavi z orodji PCD in PDC so orodja iz polikristalnega kubičnega borovega nitrida še vedno slabša glede odpornosti proti obrabi, vendar jih je mogoče normalno uporabljati pri 1200 ℃ in lahko prenesejo določeno kemično korozijo!
Trenutno se polikristalni kubični borov nitrid uporablja predvsem v proizvodnji avtomobilov, kot so avtomobilski motorji, menjalne gredi in zavorni diski.Poleg tega približno ena petina obdelave težke opreme uporablja tudi to tehnologijo.V zadnjih letih je z razvojem računalniške tehnologije in tehnologije CNC obdelovalnih strojev uporaba polikristalnega kubičnega borovega nitrida postala vse bolj razširjena, z implementacijo naprednih konceptov obdelave, kot so visokohitrostno rezanje, struženje namesto brušenja, orodje material polikristalnega kubičnega borovega nitrida se je postopoma razvil v pomemben material v sodobnem struženju.
3. Povzetek
Uporaba orodij iz trdih materialov pri strojni obdelavi ne le izboljša kakovost in učinkovitost strojne obdelave, ampak ima tudi ključno vlogo pri razvoju mehanske predelovalne industrije.Zato je za spodbujanje razvoja mehanske predelovalne industrije potrebno nenehno krepiti raziskave orodij za trde materiale, v celoti razumeti znanje v zvezi z orodji za trde materiale in krepiti prakso uporabe, ne le za izboljšanje kakovosti zaposlenih, ampak tudi okrepiti uporabo znanosti in tehnologije pri izboljšanju orodij iz trdih materialov, da bi uresničili skokovit razvoj mehanske predelovalne industrije.
Čas objave: jun-03-2019