Ülikõvade lõiketööriistade materjalide omaduste, omaduste ja rakenduste täielik analüüs

Ülikõvade lõiketööriistade materjalide omaduste, omaduste ja rakenduste täielik analüüs

Täppis- ja{0}}kiirtöötluse valdkonnas on ülikõvad tööriistamaterjalid tänu oma suurepärasele jõudlusele muutunud täppistöötluse "relvaks". See artikkel algab kahe peavoolu ülikõva materjaliga - teemant- ja kuupboornitriid (CBN), mis tutvustab teid "tööstuslike hammaste" tugevuse, nende tüüpide, omaduste ja kasutusstsenaariumide põhjal!

Ⅰ. Teemantlõiketööriistad: "kõvaduse kuningas" looduses

Teemant on süsiniku isomeer, mille mikrokaredus on 10 000 HV, mis teeb sellest kõige kõvema aine looduses. Selle lõikeriistad on tuntud oma suure kõvaduse, kõrge kulumiskindluse, madala hõõrdeteguri ja suurepärase soojusjuhtivuse poolest, mistõttu on need "ülima relvad" värviliste metallide ja mitte-metalliliste materjalide töötlemisel.

 

1. Kolm peamist teemantlõiketööriistade tüüpi
(1) Naturaalsest teemandist lõikeriistad

• Saja-aastase ajalooga "täppistöötluse kuningas", mille lõikeserva raadius on kuni 0,002 μm, suudab saavutada üliõhukese lõikamise ja äärmiselt madala pinnakareduse, muutes selle asendamatuks tööriistaks sellistes valdkondades nagu kosmosetööstus ja optika.

 

(2) PCD (polükristalliline teemant) lõikeriistad

• Pärast kõrg{0}}temperatuuri ja kõrgrõhu{1}}sünteesitehnoloogia läbimurret 1970. aastatel muutusid PCD labad madalate kulude ja kõrge kulumiskindlusega tööstusharu peavooluks. Selle tooraineallikaid on palju ja selle hind on vaid 1/10 kuni 1/50 looduslikust teemandist. Seda kasutatakse laialdaselt värviliste metallide, nagu alumiinium ja vask, täppislõikamisel.

 

(3) CVD teemantlõiketööriistad

• Heterogeensetele aluspindadele keemilise aurustamise-sadestamise teel sünteesitud struktuur on kooskõlas loodusliku teemandiga ja ühendab monokristalli ja polükristalli eelised. See on tekkinud sellistes valdkondades nagu puidutöötlemine ja pooljuhid.

 

2. jõudlusnäitajad: kõva, kiire, stabiilne, täpne
(1) Kõvadus ja kulumiskindlus:

• Loodusliku teemandi kõvadus on 10-100 korda kõrgem kui kõvasulamitel, parandades oluliselt tööriista kasutusiga.

 

(2) Madal hõõrdetegur:

• äärmiselt madal hõõrdetegur koos värviliste metallidega-, madal lõikejõud ja minimaalne deformatsioon.

(3) Üliterav lõikeserv:

• Loodusliku teemandi lõikeserva raadius võib ulatuda 0,002 m-ni, toetades ülitäpset töötlemist.

(4) Kõrge soojusjuhtivus:

• lõikesoojus hajub kiiresti, tööriista temperatuur on madal, soojuspaisumistegur on väike ja mõõtmete stabiilsus on suurepärane.

 

3. Rakenduse stsenaariumid:
(1) Kiire täppislõikamine:

• kulumiskindlad-materjalid, nagu räni alumiiniumsulam, klaaskiud, keraamika jne.

(2) Viimistlusprotsess:

• Värviliste metallide pindade poleerimine-.

(3) Piirangud:

• Halb termiline stabiilsus. Kõvadus langeb järsult, kui lõiketemperatuur ületab 700-800 kraadi. Ei sobi teemandi (süsiniku) ja raua aatomite vastastikmõjuks kõrgetel temperatuuridel mustades metallides, kuna süsinikuaatomid muutuvad grafiitstruktuurideks ja lõikeriist võib kahjustada.

 

Ⅱ. Kuubiline boornitriid (CBN): mustade metallide kõrge temperatuuri sõda

1. Kaks peamist tüüpi kuupboornitriidi lõiketööriistu
(1) Integreeritud PCBN tera

Kogu kere on paagutatud polükristallilisest CBN-st, mis sobib suureks-kiireks töötlemiseks suurte lõikekogustega, näiteks mootorsõidukite hammasrataste kõvaks pööramiseks pärast summutamist.

 

(2) PCBN komposiittera
Komposiit 0,5–1,0 mm paksusest PCBN-kihist kõvasulamist aluspinnal, tasakaalustades sitkust ja kulumiskindlust, mida kasutatakse laialdaselt laagriterase ja vormiterase täppistöötlemisel.

 

 

2. Toimivusnäitajad:
(1) Kõrge kõvadus ja kulumiskindlus: kõvadus on teemandilähedane, sobib kõrge kõvadusega materjalide (nt karastatud terase) töötlemiseks.

 

(2) Ülikõrge termiline stabiilsus: kuumakindlus ulatub 1400–1500 kraadini, mis on kaks korda suurem kui teemant ja toetab kiiret lõikamist.

 

(3) Keemiline inertsus: 1200–1300 kraadi juures ei reageeri raua{1}}põhiste materjalidega, vältides tõsist kulumist.

 

(4) Hea soojusjuhtivus: Soojusjuhtivus on teemandi järel teisel kohal, ületades selle kõvasti kiirterasest ja kõvasulamist.

 

(5) Madal hõõrdetegur: madal lõikejõud, kõrge pinnakvaliteet.

 

 

3. Kasutusstsenaarium: karastatud terase ja kõvamalmi "vaenlane".
(1) Raskesti lõigatavate materjalide töötlemine:

karastatud teras, kõva malm, kõrgtemperatuurilised-sulamid, pinnale pihustatud materjalid

 

(2) Kõrge täpsusega töötlemine:

Kõrge täpsusega, pinna karedus on kuni Ra0,20 m.

 

(3) Piirangud:

Halb sitkus, ei sobi töötlemata töötlemiseks madalatel kiirustel ja suurel löögikoormusel. Plastmaterjalide, nagu alumiiniumisulamid, vasesulamid jne lõikamisel tekib laastude kogunemine.

 

Ⅲ. Superkõvade lõikeriistade valikujuhend

1. Teemantlõiketööriistad:

Eelistatakse värviliste metallide ja mittemetallide -täppistöötlust ning vajalik on lõiketemperatuuri range kontroll.

 

2. Kuubilised boornitriidi lõikeriistad:

on spetsialiseerunud mustade metallide ja kõvade materjalide kiirele{0}}töötlusele, mis sobib eriti hästi karastatud terase ja malmi jaoks.

 

Ⅳ. Järeldus

 

Alates teemandi "ülimast täpsusest" kuni PCBN-i "kõrge{0}}temperatuuri kartmatuseni" ületavad ülikõvad tööriistamaterjalid pidevalt töötlemise piire. Olenemata sellest, kas tegemist on lennunduse, autotööstuse või elektrooniliste kiipide valdkondadega, on need kõik peamised jõud, mis juhivad tööstuslikku progressi. Tulevikus koos materjaliteaduse edenemisega avavad ülikõvad lõiketööriistad kindlasti rohkem võimalusi!

 

Väga kõvasid materjale kasutatakse laialdaselt. Meie ettevõtte toodetud teemanttööriistad ja CBN-tööriistad moodustavad väikese osa kogu ülikõva materjali tööriistavaldkonnast.