Moderna skärverktygsmaterial har en utvecklingshistoria på mer än 100 år, från kolstål till snabbstål.hårdmetall, keramiskt verktygochsuperhårda verktygsmaterialUnder andra hälften av 1700-talet var det ursprungliga verktygsmaterialet huvudsakligen kolstål. Eftersom det vid den tiden användes som det hårdaste materialet som kunde bearbetas till skärverktyg. På grund av sin mycket låga värmebeständighetstemperatur (under 200 °C) har kolstål dock nackdelen att de omedelbart och helt blir slöa 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 framträder för att återspegla denna förväntan är snabbstål.
Snabbstål, även känt som frontstål, utvecklades av amerikanska forskare år 1898. Det är inte så mycket att det innehåller mindre kol än kolstål, utan att det tillsätts volfram. På grund av den hårda volframkarbidens roll minskar inte dess hårdhet under höga temperaturförhållanden, och eftersom det kan skäras med en hastighet som är mycket högre än kolstålets skärhastighet kallas det snabbstål. Från 1900~-1920 dök snabbstål med vanadin och kobolt upp, och dess värmebeständighet ökade till 500~600 °C. Skärhastigheten för skärstål når 30~40 m/min, vilket ökar med nästan 6 gånger. Sedan dess, med serialiseringen av dess beståndsdelar, har volfram- och molybden-snabbstål bildats. Det används fortfarande i stor utsträckning fram till idag. Framväxten av snabbstål har orsakat en
revolution inom skärbearbetning, vilket kraftigt förbättrar produktiviteten vid metallbearbetning och kräver en fullständig förändring av maskinverktygets struktur för att anpassa sig till skärprestandakraven för detta nya verktygsmaterial. Framväxten och vidareutvecklingen av nya maskinverktyg har i sin tur lett till utvecklingen av bättre verktygsmaterial, och verktyg har stimulerats och utvecklats. Under de nya tillverkningstekniska förhållandena har snabbstålsverktyg också problemet att begränsa verktygets hållbarhet på grund av skärvärme vid skärning med hög hastighet. När skärhastigheten når 700 °C, skärs snabbstålet
spetsen är helt slö, och vid skärhastigheter över detta värde är den helt omöjlig att skära. Som ett resultat har hårdmetallverktygsmaterial som bibehåller tillräcklig hårdhet under högre skärtemperaturförhållanden än ovanstående framkommit och som 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 närvarande 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 framgångsrikt syntetiserats så tidigt som i början av 50-talet av 1900-talet, men den verkliga användningen av diamanter för att göra det i stor utsträckning...industriella skärverktygsmaterialär fortfarande en fråga om de senaste decennierna.
Å ena sidan, med utvecklingen av modern rymdteknik och flyg- och rymdteknik, blir användningen av moderna tekniska material allt vanligare, även om det förbättrade snabbstålet, hårdmetallen och ...nya keramiska verktygsmaterialVid skärning av traditionella bearbetningsartiklar fördubblas 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 att garantera, ibland till och med omöjlig att bearbeta, vilket innebär behovet av att använda vassare och mer slitstarka verktygsmaterial.
Å andra sidan, med den snabba utvecklingen av modernamaskintillverkningoch bearbetningsindustrin, den breda tillämpningen av automatiska verktygsmaskiner, CNC-bearbetningscentraler och obemannade bearbetningsverkstäder, för att ytterligare förbättra bearbetningsnoggrannheten, minska verktygsbytestiden och förbättra bearbetningseffektiviteten, ställs alltmer brådskande krav på mer hållbara och stabila verktygsmaterial. I detta fall har diamantverktyg utvecklats snabbt, och samtidigt har utvecklingen avdiamantverktygsmaterialhar också marknadsförts kraftigt.
Diamantverktygsmaterialhar en rad utmärkta egenskaper, med hög bearbetningsnoggrannhet, snabb skärhastighet och lång livslängd. Till exempel kan användningen av Compax-verktyg (polykristallin diamantkompositplåt) säkerställa bearbetning av tiotusentals kolvringsdelar i kiselaluminiumlegering och deras verktygsspetsar förblir i princip oförändrade; Bearbetning av flygplansaluminiumbalkar 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 slipning och polering, men nu kan inte bara naturliga enkristalldiamantverktyg användas, utan i vissa fall även PDC-superhårda kompositverktyg för superprecision, för att uppnå svarvning istället för slipning. Med tillämpning avsuperhårda verktyg, har några nya koncept framkommit inom bearbetningsområdet, såsom användningen av PDC-verktyg, där den begränsande svarvhastigheten inte längre är verktyget utan maskinverktyget, och när svarvhastigheten överstiger en viss hastighet värms inte arbetsstycket och verktyget upp. Implikationerna av dessa banbrytande koncept är djupgående och erbjuder obegränsade möjligheter för den moderna bearbetningsindustrin.
Publiceringstid: 2 november 2022
