A szuperkemény forgácsolószerszámok tulajdonságainak, jellemzőinek és alkalmazási területeinek teljes körű elemzése

A szuperkemény forgácsolószerszámok tulajdonságainak, jellemzőinek és alkalmazási területeinek teljes körű elemzése

A precíziós gyártás és{0}}nagy sebességű megmunkálás területén a szuperkemény szerszámanyagok kiváló teljesítményüknek köszönhetően a precíziós megmunkálás „fegyverévé” váltak. Ez a cikk két főbb szuperkemény anyaggal kezdődik, - gyémánttal és köbös bór-nitriddel (CBN), amelyek átvezetik Önt az "ipari fogak" kemény magjának szilárdságán azok típusai, tulajdonságai és alkalmazási forgatókönyvei alapján!

Ⅰ. Gyémánt vágószerszámok: a "keménység királya" a természetben

A gyémánt a szén izomerje, amelynek mikrokeménysége 10 000 HV, így a természetben ismert legkeményebb anyag. Vágószerszámai nagy keménységükről, nagy kopásállóságukról, alacsony súrlódási együtthatójukról és kiváló hővezető képességükről ismertek, így a "legfőbb fegyver" a nem-vasfémek és nem-fémes anyagok megmunkálásához.

 

1. A gyémánt vágószerszámok három fő típusa
(1) Természetes gyémánt vágószerszámok

• A száz éves múltra visszatekintő „precíziós megmunkálási király” akár 0,002 μm-es vágóél sugarával ultra-vékony forgácsolást és rendkívül alacsony felületi érdesség elérését teszi lehetővé, így pótolhatatlan eszköz az olyan területeken, mint a repülés és az optika.

 

(2) PCD (polikristályos gyémánt) vágószerszámok

• Az 1970-es években a magas{0}}hőmérsékletű és nagynyomású szintézistechnológia áttörése után a PCD pengék az ipar fő áramvonalává váltak alacsony költséggel és magas kopásállósággal. Nyersanyagforrása bőséges, ára a természetes gyémántnak csak 1/10-1/50-e. Széles körben használják színesfémek, például alumínium és réz precíziós vágására.

 

(3) CVD gyémánt vágószerszámok

• A heterogén szubsztrátumokon kémiai gőzleválasztással szintetizálva a szerkezet összhangban van a természetes gyémánttal, és egyesíti az egykristály és a polikristály előnyeit. Olyan területeken jelent meg, mint a fafeldolgozás és a félvezetőgyártás.

 

2. Teljesítmény jellemzők: kemény, gyors, stabil, pontos
(1) Keménység és kopásállóság:

• A természetes gyémánt keménysége 10-100-szorosa a keményötvözetek keménységének, ami jelentősen megnöveli a szerszám élettartamát.

 

(2) Alacsony súrlódási tényező:

• rendkívül alacsony súrlódási együttható színesfémekkel, alacsony forgácsolóerővel és minimális deformációval.

(3) Ultra éles vágóél:

• A természetes gyémánt vágóél sugara elérheti a 0,002 m-t, ami támogatja az ultraprecíziós megmunkálást.

(4) Magas hővezető képesség:

• A vágási hő gyorsan eloszlik, a szerszám hőmérséklete alacsony, a hőtágulási együttható kicsi, és a méretstabilitás kiváló.

 

3. Alkalmazási forgatókönyvek:
(1) Nagy sebességű precíziós vágás:

• kopásálló-anyagok, például szilícium-alumíniumötvözet, üvegszál, kerámia stb.

(2) Befejezési folyamat:

• Színesfémek felületének polírozása-.

(3) Korlátozások:

• Gyenge termikus stabilitás. A keménység meredeken csökken, ha a vágási hőmérséklet meghaladja a 700-800 fokot. Nem alkalmas a gyémánt (szén) és a vasatomok közötti kölcsönhatásra magas hőmérsékleten fekete fémekben, mivel a szénatomok grafit szerkezetekké alakulnak, és a vágószerszám hajlamos a sérülésekre.

 

Ⅱ. Cubic Boron Nitride (CBN): A fekete fémek „magas hőmérsékletű háborúja”.

1. A köbös bór-nitrid vágószerszámok két fő típusa
(1) Beépített PCBN penge

Az egész testet polikristályos CBN-ből szinterezték, amely alkalmas nagy-sebességű megmunkálásra, nagy forgácsolási mennyiségekkel, például autóipari fogaskerekek kemény esztergálására az edzés után.

 

(2) PCBN kompozit penge
Kompozit 0,5-1,0 mm vastag PCBN rétegből keményötvözet hordozón, kiegyensúlyozza a szívósságot és a kopásállóságot, széles körben használják csapágyacél és formaacél precíziós megmunkálásához.

 

 

2. Teljesítmény jellemzők:
(1) Nagy keménység és kopásállóság: A keménység közel áll a gyémánthoz, alkalmas nagy keménységű anyagok (például kioltott acél) feldolgozására.

 

(2) Rendkívül magas hőstabilitás: A hőállóság eléri az 1400–1500 fokot, ami kétszerese a gyémánténak, és támogatja a nagy sebességű-vágást.

 

(3) Kémiai tehetetlenség: 1200-1300 fokon nem reagál a vas{1}}alapú anyagokkal, elkerülve az erős kopást.

 

(4) Jó hővezető képesség: A hővezető képesség a gyémánt után a második, messze meghaladja a gyorsacél és a keményötvözet.

 

(5) Alacsony súrlódási tényező: alacsony vágóerő, jó felületminőség.

 

 

3. Alkalmazási forgatókönyv: Az edzett acél és a keményöntöttvas „nemezise”.
(1) Nehezen vágható anyagok feldolgozása:

edzett acél, kemény öntöttvas, magas hőmérsékletű-ötvözetek, felületre szórt anyagok

 

(2) Nagy pontosságú megmunkálás:

Nagy pontosságú, Ra0,20 m-es felületi érdesség mellett.

 

(3) Korlátozások:

Gyenge szívósság, nem alkalmas kis fordulatszámon és nagy ütési terhelésen végzett durva megmunkálásra. A műanyagok, például alumíniumötvözetek, rézötvözetek stb. vágása hajlamos a forgácsok felhalmozódására.

 

Ⅲ. Kiválasztási útmutató szuperkemény vágószerszámokhoz

1. Gyémánt vágószerszámok:

Elsőbbséget élvez a nem-vasfémek és nemfémek nagy pontosságú megmunkálása, és a vágási hőmérséklet szigorú ellenőrzése szükséges.

 

2. Köbös bór-nitrid vágószerszámok:

fekete fémek és kemény anyagok nagy sebességű{0}}megmunkálására szakosodott, különösen alkalmas edzett acélhoz és öntöttvashoz.

 

Ⅳ. Következtetés

 

A gyémánt „nagy pontosságától” a PCBN „magas{0}}hőmérséklettől való félelmetlenségéig” a szuperkemény szerszámanyagok folyamatosan áttörik a feldolgozási korlátokat. Legyen szó az űrrepülésről, az autógyártásról vagy az elektronikus chipekről, ezek mind az ipari fejlődés fő hajtóerei. A jövőben az anyagtudomány fejlődésével a szuperkemény vágószerszámok minden bizonnyal több lehetőséget nyitnak meg!

 

A szuperkemény anyagokat széles körben használják. A cégünk által gyártott gyémántszerszámok és CBN szerszámok kis részét képezik a szuperkemény anyagú szerszámok egészének.