Sviluppo e tendenza tecnica dei materiali per inserti ceramici

Sviluppo e tendenza tecnica dei materiali per pale ceramiche

Nella lavorazione, l'utensile è sempre stato chiamato "denti di fabbricazione industriale" e le prestazioni di taglio del materiale dell'utensile sono uno dei fattori chiave che ne determinano l'efficienza produttiva, i costi di produzione e la qualità della lavorazione. Pertanto, la scelta corretta del materiale dell'utensile da taglio è importante. I coltelli in ceramica, con la loro eccellente resistenza al calore, resistenza all'usura e stabilità chimica, mostrano i vantaggi che gli strumenti tradizionali non possono eguagliare nel campo del taglio ad alta velocità e del taglio di materiali difficili da lavorare, e le principali materie prime dei coltelli in ceramica sono Al e Si. Si può dire che il ricco contenuto della crosta terrestre sia inesauribile e inesauribile. Pertanto, le prospettive applicative dei nuovi strumenti ceramici sono molto ampie.

Innanzitutto, il tipo di strumenti in ceramica

Il progresso dei materiali ceramici per utensili si concentra sul miglioramento delle prestazioni dei tradizionali materiali ceramici per utensili, sulla raffinazione dei grani, sulla composizione dei componenti, sul rivestimento, sul miglioramento del processo di sinterizzazione e sullo sviluppo di nuovi prodotti, al fine di ottenere resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura e resistenza. Eccellenti prestazioni di truciolatura e in grado di soddisfare le esigenze di lavorazione di precisione ad alta velocità. L'Henan Institute of Superhard Materials può dividere approssimativamente i materiali per utensili in ceramica in tre categorie: allumina, nitruro di silicio e nitruro di boro (utensili in nitruro di boro cubico). Nel campo del taglio dei metalli, le lame in ceramica di allumina e le lame in ceramica al nitruro di silicio sono indicate collettivamente come lame in ceramica; nei materiali inorganici non metallici, i materiali in nitruro di boro cubico appartengono a un'ampia classe di materiali ceramici. Di seguito le caratteristiche delle tre tipologie di ceramica.

(1) Ceramica a base di allumina (Al2O3): Ni, Co, W o simili vengono aggiunti come metallo legante alla ceramica a base di carburo e la forza di legame tra l'allumina e il carburo può essere migliorata. Ha una buona resistenza all'usura e al calore e la sua stabilità chimica alle alte temperature non è facile da interdiffondere o reagire chimicamente con il ferro. Pertanto, le frese per ceramica a base di allumina hanno la gamma di applicazioni più ampia, adatte per acciaio e ghisa. Lavorazione ad alta velocità delle sue leghe; grazie alla migliorata resistenza agli shock termici può essere utilizzato anche per fresatura o piallatura in condizioni di taglio interrotto, ma non è adatto per la lavorazione di leghe di alluminio, leghe di titanio e leghe di niobio, altrimenti è soggetto ad usura chimica.

(2) Fresa ceramica a base di nitruro di silicio (Si3N4): è una ceramica realizzata aggiungendo una quantità adeguata di carburo metallico e un agente rinforzante del metallo a una matrice di nitruro di silicio e utilizzando un effetto di rinforzo composito (noto anche come effetto di rafforzamento della dispersione). È caratterizzato da elevata durezza, buona resistenza all'usura, buona resistenza al calore e resistenza all'ossidazione, e la reazione chimica tra nitruro di silicio ed elementi di carbonio e metallo è piccola e anche il fattore di attrito è basso. Adatto per finitura, semifinitura, finitura o semifinitura.

(3) Ceramica al nitruro di boro (taglierina al nitruro di boro cubico): elevata durezza, resistenza all'usura, buona resistenza al calore, buona stabilità termica, buona conduttività termica, basso coefficiente di attrito e piccolo coefficiente di espansione lineare. Ad esempio, l'utensile al nitruro di boro cubico Hualing di grado BN-S20 viene utilizzato per la sgrossatura dell'acciaio temprato, il grado BN-H10 viene utilizzato per la finitura ad alta velocità dell'acciaio temprato, il grado BN-K1 viene lavorato con ghisa ad alta durezza, il grado BN-S30 ceneri da taglio ad alta velocità La ghisa è più economica degli inserti in ceramica.

In secondo luogo, le caratteristiche degli strumenti in ceramica

Le caratteristiche degli utensili in ceramica: (1) buona resistenza all'usura; (2) resistenza alle alte temperature, buona durezza del rosso; (3) la durata dell'utensile è molte volte o addirittura molte volte superiore rispetto agli utensili tradizionali, riducendo il numero di cambi utensile durante la lavorazione, garantendo una conicità ridotta e un'elevata precisione del pezzo da lavorare; (4) può essere utilizzato non solo per la sgrossatura e la finitura di materiali ad alta durezza, ma anche per lavorazioni meccaniche di grande impatto come fresatura, piallatura, taglio interrotto e sgrossatura grezza; (5) Quando la lama in ceramica viene tagliata, l'attrito con il metallo è piccolo, il taglio non è facile da aderire alla lama, non è facile che si formi il tagliente di riporto ed è possibile eseguire il taglio ad alta velocità.

Rispetto agli inserti in metallo duro, gli inserti ceramici possono sopportare temperature elevate di 2000°C, mentre le leghe dure diventano morbide a 800°C; quindi gli utensili in ceramica hanno una stabilità chimica più elevata alla temperatura e possono essere tagliati ad alta velocità, ma lo svantaggio sono gli inserti in ceramica. La forza e la tenacità sono basse e facili da rompere. Successivamente sono state introdotte le ceramiche al nitruro di boro (di seguito denominate utensili al nitruro di boro cubico), utilizzate principalmente per la tornitura, la fresatura e l'alesatura di materiali superduri. La durezza delle frese in nitruro di boro cubico è molto superiore a quella degli inserti in ceramica. A causa della sua elevata durezza, è anche chiamato materiale superduro con diamante. È comunemente usato per lavorare materiali con durezza superiore a HRC48. Ha un'eccellente durezza alle alte temperature - fino a 2000 ° C, sebbene sia più fragile delle lame in carburo cementato, ma ha una resistenza agli urti e allo schiacciamento significativamente migliorata rispetto agli utensili in ceramica di allumina. Inoltre, alcuni utensili speciali in nitruro di boro cubico (come Huachao Super Hard BN-K1 e BN-S20) possono sopportare il carico di truciolo della lavorazione di sgrossatura e possono resistere all'impatto della lavorazione e della finitura intermittenti. L'usura e il calore da taglio, queste caratteristiche possono soddisfare la difficile lavorazione dell'acciaio temprato e della ghisa ad alta durezza con utensili in nitruro di boro cubico.