Moderna skärverktygsmaterial har upplevt mer än 100 års utvecklingshistoria från kolverktygsstål till höghastighetsverktygsstål,hårdmetall, keramiskt verktygochsuperhårda verktygsmaterial. Under andra hälften av 1700-talet var det ursprungliga verktygsmaterialet huvudsakligen kolverktygsstål. För på den tiden användes det som det hårdaste materialet som kunde bearbetas till skärande verktyg. Men på grund av sin mycket låga värmebeständiga temperatur (under 200°C) har kolverktygsstål nackdelen att bli omedelbart och helt matt på grund av skärvärme vid skärning i höga hastigheter, och skärområdet är begränsat. Därför ser vi fram emot verktygsmaterial som kan skäras i höga hastigheter. Materialet som kommer fram för att återspegla denna förväntning är höghastighetstål.
Höghastighetsstål, även känt som frontstål, utvecklades av amerikanska forskare 1898. Det är inte så mycket att det innehåller mindre kol än kolverktygsstål, utan att volfram tillsätts. På grund av hård volframkarbids roll reduceras inte dess hårdhet under höga temperaturer, och eftersom den kan skäras med en hastighet som är mycket högre än skärhastigheten för kolverktygsstål, kallas den för höghastighetsstål. Från 1900~-1920 dök höghastighetstål med vanadin och kobolt upp, och dess värmebeständighet ökades till 500~600 °C. Skärhastigheten för skärstål når 30 ~ 40m/min, vilket ökas med nästan 6 gånger. Sedan dess, med serialiseringen av dess beståndsdelar, har höghastighetsstål av volfram och molybden bildats. Det är fortfarande flitigt använt tills nu. Uppkomsten av höghastighetsstål har orsakat en
revolution inom skärande bearbetning, vilket avsevärt förbättrar produktiviteten för metallskärning och kräver en fullständig förändring av verktygsmaskinens struktur för att anpassa sig till skärprestandakraven för detta nya verktygsmaterial. Framväxten och vidareutvecklingen av nya verktygsmaskiner har i sin tur lett till utvecklingen av bättre verktygsmaterial och verktygen har stimulerats och utvecklats. Under de nya tillverkningstekniska förhållandena har höghastighetstålverktyg också problemet med att begränsa verktygets hållbarhet på grund av skärvärme vid skärning i hög hastighet. När skärhastigheten når 700 °C, höghastighetstålet
spetsen är helt matt, och vid skärhastigheten över detta värde är det helt omöjligt att skära. Som ett resultat har hårdmetallverktygsmaterial som bibehåller tillräcklig hårdhet under högre skärtemperaturförhållanden än ovan uppstått och kan skäras vid högre skärtemperaturer.
Mjuka material kan skäras med hårda material, och för att skära hårda material är det nödvändigt att använda material som är hårdare än det. Det hårdaste ämnet på jorden för tillfället är diamant. Även om naturliga diamanter länge har upptäckts i naturen, och de har en lång historia av att använda dem som skärverktyg, har syntetiska diamanter också syntetiserats framgångsrikt så tidigt som i början av 50-talet av 1900-talet, men den verkliga användningen av diamanter för att i stor utsträckning göramaterial för industriella skärverktygär fortfarande en fråga om de senaste decennierna.
Å ena sidan, med utvecklingen av modern rymdteknik och rymdteknik, blir användningen av moderna tekniska material mer och mer riklig, även om det förbättrade höghastighetsstålet, hårdmetallen ochnya keramiska verktygsmaterialvid skärning av traditionella bearbetningsarbetsstycken fördubblades skärhastigheten och skärproduktiviteten eller till och med dussintals gånger, men när man använder dem för att bearbeta ovanstående material är verktygets hållbarhet och skäreffektivitet fortfarande mycket låg, och skärkvaliteten är svår. för att garantera, ibland till och med oförmögen att bearbeta, behovet av att använda vassare och mer slitstarka verktygsmaterial.
Å andra sidan, med den snabba utvecklingen av modernamaskintillverkningoch processindustrin, den breda tillämpningen av automatiska verktygsmaskiner, bearbetningscenter för datornumerisk styrning (CNC) och obemannade bearbetningsverkstäder, för att ytterligare förbättra bearbetningsnoggrannheten, minska tiden för verktygsbyte och förbättra bearbetningseffektiviteten, ställs fler och mer brådskande krav. gjorda för att ha mer hållbara och stabila verktygsmaterial. I detta fall har diamantverktyg utvecklats snabbt, och samtidigt utvecklingen avdiamantverktygsmaterialhar också blivit mycket befordrad.
Diamantverktygsmaterialhar en rad utmärkta egenskaper, med hög bearbetningsnoggrannhet, snabb skärhastighet och lång livslängd. Till exempel kan användningen av Compax-verktyg (polykristallina diamantkompositskivor) säkerställa bearbetningen av tiotusentals kolvringsdelar av kiselaluminiumlegering och deras verktygsspetsar är i princip oförändrade; Bearbetning av aluminiumbalkar för flygplan med Compax fräsar med stor diameter kan nå skärhastigheter på upp till 3660 m/min; Dessa är ojämförliga med hårdmetallverktyg.
Inte bara det, användningen avdiamantverktygsmaterialkan också utöka bearbetningsområdet och förändra den traditionella bearbetningstekniken. Tidigare kunde spegelbearbetning endast använda slip- och poleringsprocessen, men nu kan inte bara naturliga enkristalldiamantverktyg användas, utan även i vissa fall kan PDC superhårda kompositverktyg användas för superprecision nära skärning, för att uppnå svarvning istället för att slipa. Med tillämpning avsuperhårda verktyg, några nya koncept har dykt upp inom området för bearbetning, såsom användningen av PDC-verktyg, den begränsande svarvhastigheten är inte längre verktyget utan verktygsmaskinen, och när svarvhastigheten överstiger en viss hastighet, gör arbetsstycket och verktyget inte värme. Implikationerna av dessa banbrytande koncept är djupgående och erbjuder obegränsade möjligheter för den moderna bearbetningsindustrin.
Posttid: 2022-nov-02
