Сучасні матеріали для ріжучих інструментів пережили більш ніж 100-річну історію розвитку від вуглецевої інструментальної сталі до швидкорізальної інструментальної сталі,цементований карбід, керамічний інструментінадтверді інструментальні матеріали.У другій половині 18 століття вихідним інструментальним матеріалом була в основному вуглецева інструментальна сталь.Тому що в той час він використовувався як найтвердіший матеріал, який можна було обробити на ріжучі інструменти.Однак через дуже низьку жаростійку температуру (нижче 200°C) вуглецеві інструментальні сталі мають недолік: вони відразу й повністю тьмяніють через тепло різання під час різання на високих швидкостях, а діапазон різання обмежений.Тому ми з нетерпінням чекаємо інструментальних матеріалів, які можна різати на високій швидкості.Матеріалом, який відображає це очікування, є швидкорізальна сталь.
Швидкорізальна сталь, також відома як лицьова сталь, була розроблена американськими вченими в 1898 році. Справа не в тому, що вона містить менше вуглецю, ніж вуглецева інструментальна сталь, а в тому, що додається вольфрам.Завдяки ролі твердого карбіду вольфраму його твердість не знижується в умовах високої температури, а оскільки його можна різати зі швидкістю, набагато вищою за швидкість різання вуглецевої інструментальної сталі, його називають швидкорізальною сталлю.З 1900-1920 рр. з'явилася швидкорізальна сталь з ванадієм і кобальтом, її термостійкість була підвищена до 500-600 °C.Швидкість різання сталі досягає 30 ~ 40 м / хв, що збільшується майже в 6 разів.З тих пір, з серіалізацією його складових елементів, були сформовані вольфрамові та молібденові швидкорізальні сталі.Він широко використовується досі.Поява швидкорізальної сталі викликала а
революція в обробці різанням, що значно покращує продуктивність різання металу та вимагає повної зміни структури верстата для адаптації до вимог продуктивності різання цього нового інструментального матеріалу.Поява та подальший розвиток нових верстатів, у свою чергу, призвели до розробки кращих інструментальних матеріалів, а інструменти стимулювалися та розвивалися.В умовах нової технології виробництва інструменти зі швидкорізальної сталі також мають проблему обмеження довговічності інструменту через нагрівання різання під час різання на високій швидкості.Коли швидкість різання досягає 700 °C, швидкорізальна сталь
кінчик повністю тупий, і при швидкості різання вище цього значення його абсолютно неможливо зрізати.У результаті з’явилися твердосплавні інструментальні матеріали, які зберігають достатню твердість при більш високих температурах різання, ніж вищезазначені, і їх можна різати при більш високих температурах різання.
М'які матеріали можна різати твердими матеріалами, а щоб різати тверді матеріали, необхідно використовувати матеріали, які твердіші за нього.Найтвердішою речовиною на Землі на даний момент є алмаз.Незважаючи на те, що природні алмази давно виявлені в природі, і вони мають довгу історію використання їх як ріжучих інструментів, синтетичні алмази також були успішно синтезовані ще на початку 50-х років 20 століття, але реальне використання алмазів для широкого виготовленняматеріали промислового ріжучого інструментуце ще питання останніх десятиліть.
З одного боку, з розвитком сучасної космічної техніки та аерокосмічної техніки використання сучасних інженерних матеріалів стає все більш і більш рясним, хоча вдосконалена швидкорізальна сталь, цементований карбід інові керамічні інструментальні матеріалипри різанні заготовок традиційної обробки швидкість різання та продуктивність різання зросли вдвічі або навіть у десятки разів, але при їх використанні для обробки вищевказаних матеріалів довговічність інструменту та ефективність різання все ще дуже низька, а якість різання ускладнюється. щоб гарантувати, іноді навіть неможливо обробити, необхідно використовувати більш гострі та зносостійкі інструментальні матеріали.
З іншого боку, зі швидким розвитком сучасмашинобудуванняі переробна промисловість, широке застосування автоматичних верстатів, обробних центрів з числовим програмним керуванням (ЧПК) і безлюдних механічних цехів, з метою подальшого підвищення точності обробки, скорочення часу зміни інструменту та підвищення ефективності обробки, дедалі більш нагальні вимоги виготовлені з більш міцних і стабільних матеріалів інструменту.При цьому алмазний інструмент отримав бурхливий розвиток, а разом з тим і розвитокалмазні інструментальні матеріалитакож було значно просувається.
Алмазні інструментальні матеріалимають низку чудових властивостей, з високою точністю обробки, високою швидкістю різання та тривалим терміном служби.Наприклад, використання інструментів Compax (полікристалічний алмазний композитний лист) може забезпечити обробку десятків тисяч деталей поршневих кілець із кремнієвого алюмінієвого сплаву, а їхні наконечники інструментів залишаються в основному незмінними;Обробка авіаційних алюмінієвих лонжеронів за допомогою фрез Compax великого діаметру може досягати швидкості різання до 3660 м/хв;Вони незрівнянні з твердосплавними інструментами.
Мало того, використанняалмазні інструментальні матеріалитакож може розширити сферу обробки та змінити традиційну технологію обробки.У минулому для обробки дзеркал використовувався лише процес шліфування та полірування, але тепер не лише інструменти з природним монокристалічним алмазом, але також у деяких випадках також можна використовувати надтверді композитні інструменти PDC для надточного різання, щоб досягти токарної обробки. замість подрібнення.Із застосуваннямнадтверді інструменти, деякі нові концепції з’явилися в галузі обробки, наприклад, використання інструментів PDC, обмеження швидкості точіння вже не інструмент, а верстат, і коли швидкість точіння перевищує певну швидкість, заготовка та інструмент роблять не тепло.Наслідки цих новаторських концепцій є глибокими та пропонують необмежені перспективи для сучасної машинобудівної промисловості.
Час публікації: 02 листопада 2022 р
