Desarrollo y tendencia técnica de materiales de inserciones cerámicas.

Desarrollo y tendencia técnica de los materiales cerámicos para palas.

En el mecanizado, la herramienta siempre se ha denominado "dientes fabricados industrialmente" y el rendimiento de corte del material de la herramienta es uno de los factores clave que determinan su eficiencia de producción, su costo de producción y su calidad de procesamiento. Por lo tanto, la elección correcta del material de la herramienta de corte es importante: los cuchillos cerámicos, con su excelente resistencia al calor, resistencia al desgaste y estabilidad química, muestran las ventajas que las herramientas tradicionales no pueden igualar en el campo del corte de alta velocidad y el corte de materiales difíciles de mecanizar, y las principales materias primas de los cuchillos cerámicos son Al y Si. Se puede decir que el rico contenido de la corteza terrestre es inagotable e inagotable. Por tanto, las perspectivas de aplicación de las nuevas herramientas cerámicas son muy amplias.

Primero, el tipo de herramientas cerámicas.

El progreso de los materiales cerámicos para herramientas se centra en mejorar el rendimiento de los materiales cerámicos para herramientas tradicionales, refinar granos, componer componentes, recubrimientos, mejorar el proceso de sinterización y desarrollar nuevos productos, con el fin de obtener resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste y resistencia. Excelente rendimiento de astillado y puede satisfacer las necesidades del mecanizado de precisión de alta velocidad. El Instituto de Materiales Superduros de Henan puede dividir aproximadamente los materiales cerámicos para herramientas en tres categorías: alúmina, nitruro de silicio y nitruro de boro (herramientas de nitruro de boro cúbico). En el campo del corte de metales, las hojas de cerámica de alúmina y las hojas de cerámica de nitruro de silicio se denominan colectivamente hojas de cerámica; En materiales inorgánicos no metálicos, los materiales de nitruro de boro cúbico pertenecen a una gran clase de materiales cerámicos. Las siguientes son las características de los tres tipos de cerámica.

(1) Cerámica a base de alúmina (Al2O3): se agrega Ni, Co, W o similares como metal aglutinante a la cerámica a base de carburo, y se puede mejorar la fuerza de unión entre la alúmina y el carburo. Tiene buena resistencia al desgaste y al calor, y su estabilidad química a altas temperaturas no es fácil de intercalar o reaccionar químicamente con el hierro. Por lo tanto, las fresas cerámicas a base de alúmina tienen el rango de aplicación más amplio, adecuadas para acero y hierro fundido. Mecanizado de alta velocidad de sus aleaciones; Debido a la resistencia mejorada al choque térmico, también se puede utilizar para fresar o cepillar en condiciones de corte interrumpido, pero no es adecuado para procesar aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio y aleaciones de niobio, de lo contrario es propenso al desgaste químico.

(2) Cortador cerámico a base de nitruro de silicio (Si3N4): es una cerámica que se obtiene agregando una cantidad adecuada de carburo metálico y un agente fortalecedor de metal a una matriz de nitruro de silicio, y utilizando un efecto de fortalecimiento compuesto (también conocido como efecto de fortalecimiento de dispersión). Se caracteriza por una alta dureza, buena resistencia al desgaste, buena resistencia al calor y resistencia a la oxidación, y la reacción química entre el nitruro de silicio y los elementos de carbono y metal es pequeña y el factor de fricción también es bajo. Adecuado para acabado, semiacabado, acabado o semiacabado.

(3) Cerámica de nitruro de boro (cortador de nitruro de boro cúbico): alta dureza, resistencia al desgaste, buena resistencia al calor, buena estabilidad térmica, buena conductividad térmica, bajo coeficiente de fricción y pequeño coeficiente de expansión lineal. Por ejemplo, la herramienta de nitruro de boro cúbico de Hualing de grado BN-S20 se usa para desbastar acero endurecido, el grado BN-H10 se usa para acabado de alta velocidad de acero endurecido, el grado BN-K1 se procesa hierro fundido de alta dureza, el grado BN-S30 de ceniza de corte de alta velocidad El hierro fundido es más económico que los insertos cerámicos.

En segundo lugar, las características de las herramientas cerámicas.

Las características de las herramientas cerámicas: (1) buena resistencia al desgaste; (2) resistencia a altas temperaturas, buena dureza al rojo; (3) la durabilidad de la herramienta es varias veces o incluso varias veces mayor que la de las herramientas tradicionales, lo que reduce la cantidad de cambios de herramienta durante el procesamiento, lo que garantiza una pequeña conicidad y una alta precisión de la pieza de trabajo a mecanizar; (4) no solo se puede utilizar para desbaste y acabado de materiales de alta dureza, sino también para mecanizado con gran impacto, como fresado, cepillado, corte interrumpido y desbaste en blanco; (5) Cuando se corta la hoja de cerámica, la fricción con el metal es pequeña, no es fácil unir el corte a la hoja, no es fácil que se forme el borde y se puede realizar un corte a alta velocidad.

En comparación con las inserciones de carburo cementado, las inserciones cerámicas pueden soportar altas temperaturas de 2000 °C, mientras que las aleaciones duras se vuelven blandas a 800 °C; por lo tanto, las herramientas cerámicas tienen una mayor estabilidad química a la temperatura y se pueden cortar a alta velocidad, pero la desventaja son las inserciones cerámicas. La fuerza y ​​​​la dureza son bajas y fáciles de romper. Posteriormente, se introdujeron las cerámicas de nitruro de boro (en lo sucesivo denominadas herramientas cúbicas de nitruro de boro), que se utilizan principalmente para tornear, fresar y perforar materiales superduros. La dureza de las fresas cúbicas de nitruro de boro es mucho mayor que la de las inserciones cerámicas. Debido a su alta dureza, también se le llama material superduro con diamante. Se utiliza comúnmente para procesar materiales con una dureza superior a HRC48. Tiene una excelente dureza a altas temperaturas, hasta 2000 ° C, aunque es más frágil que las hojas de carburo cementado, pero tiene una resistencia al impacto y al aplastamiento significativamente mejorada en comparación con las herramientas de cerámica de alúmina. Además, algunas herramientas especiales de nitruro de boro cúbico (como Huachao Super Hard BN-K1 y BN-S20) pueden soportar la carga de viruta del mecanizado en desbaste y pueden soportar el impacto del mecanizado y acabado intermitentes. El desgaste y el calor de corte, estas características pueden hacer frente al difícil procesamiento de acero endurecido y hierro fundido de alta dureza con herramientas de nitruro de boro cúbico.