Van-e piac a szuperkemény szerszámanyagoknak a jövőben

Az anyagipar és a precíziós gépipar fejlődésével növekszik a precíziós vágás, az ultra-precíziós vágás és a nehéz forgácsoló anyagok használata, és az ultra-kemény szerszámanyagok alkalmazása egyre kiterjedtebb. A szuperkemény anyagú szerszám nagy hatékonysággal, hosszú élettartammal és jó feldolgozási minőséggel rendelkezik. Régebben főként kikészítésre használták. Az elmúlt években a mesterséges szuperkemény szerszámanyag gyártási folyamatának fejlesztése, az alapanyag tisztaságának és szemcseméretének ellenőrzése, a kompozit anyagok felhasználása és a melegsajtolási eljárás miatt az alkalmazási kör bővül, emellett alkalmas általános kikészítés és félkikészítés, de durva megmunkáláshoz is használható. Nemzetközileg elismert korunk egyik legtermékenyebb szerszámanyaga. Szuperkemény anyagok felhasználásával acél, öntöttvas, színesfémek és ötvözetek megmunkálásához a forgácsolási sebesség egy nagyságrenddel nagyobb, mint a keményötvözeteknél, és a szerszám élettartama több tucat- vagy akár százszorosa a keményötvözeténél . Megjelenése ugyanakkor megváltoztatja a hagyományos technológiai koncepciót is. Az ultrakemény szerszámmal köszörülés (vagy polírozás) helyett közvetlenül esztergálható és marható. Az edzett részek megmunkálásához több eljárás helyett egyetlen eljárás is alkalmazható, ami jelentősen lerövidíti a folyamat menetét.

 

Szuperkemény szerszámanyagok fejlesztése

A szuperkemény szerszámanyag a természetes gyémántot és a mesterséges gyémántot, valamint a hasonló keménységű és tulajdonságú CBN-t (köbös bór-nitrid) jelenti. Mivel a természetes gyémánt ára viszonylag magas, ezért a gyártás többnyire mesterséges polikristályos gyémántot (PCD), polikristályos köbös bór-nitridet (PCBN) és ezek kompozit anyagait alkalmazza.

Az Egyesült Államokban már az 1950 években mesterséges gyémánt mikroport és mesterséges CBN mikroport használtak magas hőmérsékleten, nagy nyomáson, katalizátorral és kötőanyaggal szinterezve nagyméretű polikristályos tömbökké szerszámanyagként. Azóta a DeBeers fejlesztette ki Dél-Afrikában, a volt Szovjetunióban és Japánban. Az 1970-es évek elején bevezették a gyémántból vagy CBN-ből és keményötvözetből álló kompozit lemezt. 0,5–1 mm-es PCD- vagy PCBN-réteg szinterezésével vagy préselésével készülnek a keményötvözet mátrixon, ami megoldja az olyan problémákat, mint a szuperkemény vágószerszámok alacsony hajlítószilárdsága, a lapkahegesztési nehézségek, így a szuperréteg alkalmazása. kemény vágószerszámok a gyakorlati szakaszba érkeztek. Jelenleg léteznek szintetikus nagyméretű egykristályos gyémántok és funkcionális anyagok, mint például a gyémánt filmbevonat és a vastag gyémántfilm, amelyet CVD-vel (kémiai gőzleválasztással) állítanak elő, amelyek nagymértékben kiterjesztik a szuperkemény szerszámanyagok alkalmazási területét.

A szuperkemény szerszámanyagok kutatása és alkalmazása az 1970-es években kezdődött, és 1970-ben Guiyangban megalakult a szuperkemény anyagok gyártója és termékei. Az 1970-től 1990-ig tartó 20 év alatt a szuperkemény anyag éves termelése csak 460-ról nő,{ {6}} karát 35 millió karátra. Az 1990-es években számos szuperkemény anyaggyártó üzem bevezette a külföldi országokból származó szuperkemény anyagszintézis-berendezések és -technológiák teljes készletét, és a termelés gyorsan fejlődött. 1997-re hazánkban a szintetikus gyémánt éves termelése elérte az 500 millió karátot, a CBN-termelés pedig a 8 millió grammot.

 

A szuperkemény szerszámanyagok tulajdonságai

A gyémánt nagy keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, mikrokeménysége pedig elérheti a 10000HV-t. A szerszámanyagok között kemény anyag. Ugyanakkor a súrlódási együtthatója kicsi, nincs affinitása a nem vasfémmel, a forgácsáramlás könnyű, magas a hővezető képessége, nem könnyű forgácsdaganatot előállítani vágáskor, a feldolgozási felület minősége jó. Hatékonyan képes feldolgozni a színesfémeket és a nemfémes anyagokat, mint például a réz, alumínium és más színesfémek és ötvözeteik, kerámiák, szinterezett keményötvözetek, különféle szál- és részecskeerősítésű kompozit anyagok, műanyagok, gumi, grafit, üveg és különféle kopásálló fa (különösen tömörfa és rétegelt lemez kompozit anyagok).