Kas superkõvade tööriistamaterjalide jaoks on tulevikus turgu?

Materjalitööstuse ja täppismasinatööstuse arenguga suureneb täppislõikamise, ülitäpse lõikamise ja raskete lõikematerjalide kasutamine ning ülikõvade tööriistamaterjalide kasutamine on üha ulatuslikum. Superkõva materjali tööriistal on kõrge efektiivsus, pikk kasutusiga ja hea töötlemiskvaliteet. Varem kasutati seda peamiselt viimistlemiseks. Viimastel aastatel on kunstliku ülikõva tööriistamaterjali tootmisprotsessi täiustamise, tooraine puhtuse ja tera suuruse kontrolli, komposiitmaterjalide kasutamise ja kuumpressimisprotsessi tõttu kasutusala laienemas, lisaks sobib ka üldviimistlus ja poolviimistlus, kuid seda saab kasutada ka töötlemata töötlemiseks. See on rahvusvaheliselt tunnustatud kui üks meie aja produktiivsemaid tööriistamaterjale. Terase, malmi, värviliste metallide ja sulamite töötlemiseks ülikõvade materjalide kasutamisel on lõikekiirus ühe suurusjärgu võrra kõrgem kõvasulami omast ja tööriista kasutusiga kümneid või isegi sadu kordi kõrgem kui kõvasulami omast. . Samal ajal muudab selle välimus ka traditsioonilist tehnoloogiakontseptsiooni. Ülikõva tööriista saab lihvimise (või poleerimise) asemel kasutada otse treimiseks ja freesimiseks. Karastatud osade töötlemiseks saab mitme protsessi asemel kasutada ühte protsessi, mis lühendab oluliselt protsessi kulgu.

 

Ülikõvade tööriistamaterjalide väljatöötamine

Superkõva tööriistamaterjal viitab sarnase kõvaduse ja omadustega looduslikule teemantile ja tehisteemantile ning CBN-le (kuupiline boornitriid). Kuna loodusliku teemandi hind on suhteliselt kõrge, kasutatakse tootmises enamasti kunstlikku polükristallilist teemanti (PCD), polükristallilist kuupboornitriidi (PCBN) ja nende komposiitmaterjale.

Juba 195. 0-il kasutasid Ameerika Ühendriigid tööriistamaterjalina kunstlikku teemantmikropulbrit ja kunstlikku CBN-mikropulbrit kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul, katalüsaatori ja sideaine paagutamist suurteks polükristallilisteks plokkideks. Sellest ajast alates on selle välja töötanud DeBeers Lõuna-Aafrikas, endises Nõukogude Liidus ja Jaapanis. 1970. aastate alguses võeti kasutusele teemandi või CBN ja kõvasulami komposiitleht. Need on valmistatud 0,5–1 mm PCD või PCBN kihi paagutamisel või pressimisel kõvasulami maatriksile, mis lahendab sellised probleemid nagu ülikõvade lõikeriistade materjalide madal paindetugevus, sisestuskeevitusraskused, nii et ülikõvade lõikeriistade materjalid. kõvad lõikeriistad on jõudnud praktilisse etappi. Praegu on olemas sünteetilised suured monokristallteemant ja funktsionaalsed materjalid, nagu teemantkilekate ja paks teemantkile, mis on toodetud CVD-ga (keemiline aurustamine-sadestamine), mis laiendavad oluliselt ülikõva tööriistamaterjalide kasutusvaldkonda.

Superkõva tööriistamaterjalide uurimine ja rakendamine algas 1970. aastatel ning ülikõva materjali ja selle toodete tootja asutati Guiyangis 1970. aastal. Kogu 20 aasta jooksul 1970–1990 kasvab ülikõva materjali aastane toodang vaid 460-lt,{ {6}} karaati kuni 35 miljonit karaati. 1990. aastatel võtsid paljud ülikõva materjali tootmistehased kasutusele välisriikide ülikõva materjali sünteesiseadmete ja tehnoloogiate komplektid ning toodang on kiiresti arenenud. Aastaks 1997 on sünteetilise teemandi aastane toodang meie riigis jõudnud umbes 500 miljoni karaati ja CBN-i toodang ulatub 8 miljoni grammini.

 

Ülikõvade tööriistamaterjalide omadused

Teemantil on kõrge kõvadus ja kulumiskindlus ning selle mikrokõvadus võib ulatuda 10 000 HV-ni. Tööriistamaterjalide hulgas on see kõva materjal. Samal ajal on selle hõõrdetegur väike, puudub afiinsus mitteraudmetalliga, laastude vool on lihtne, kõrge soojusjuhtivusega, lõikamisel pole lihtne tekitada laastu kasvajat, töötlemispinna kvaliteet on hea. See võib tõhusalt töödelda värvilisi metallmaterjale ja mittemetallilisi materjale, nagu vask, alumiinium ja muud värvilised metallid ja nende sulamid, keraamika, paagutatud kõvasulam, mitmesugused kiud- ja osakestega tugevdatud komposiitmaterjalid, plastid, kumm, grafiit, klaas ja mitmesugune kulumiskindel puit (eriti täispuit ja vineer komposiitmaterjalid).