Sviluppo e andamento tecnico dei materiali per inserti in ceramica

Sviluppo e andamento tecnico dei materiali delle lame ceramiche

Nella lavorazione meccanica, 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 di lavorazione. Pertanto, la scelta corretta del materiale dell'utensile da taglio è importante. È importante sottolineare che i coltelli in ceramica, con la loro eccellente resistenza al calore, resistenza all'usura e stabilità chimica, mostrano i vantaggi che gli utensili tradizionali non possono eguagliare nel campo del taglio ad alta velocità e del taglio difficile da -materiali della macchina, e le principali materie prime dei coltelli in ceramica sono Al e Si. Si può dire che il ricco contenuto della crosta terrestre è inesauribile e inesauribile. Pertanto, la prospettiva applicativa dei nuovi utensili in ceramica è molto ampia.

Innanzitutto, il tipo di utensili in ceramica

Il progresso dei materiali per utensili in ceramica si concentra sul miglioramento delle prestazioni dei tradizionali materiali in ceramica per utensili, nella raffinazione dei grani, nella composizione dei componenti, nel rivestimento, nel miglioramento del processo di sinterizzazione e nello sviluppo di nuovi prodotti, al fine di ottenere resistenza alle alte temperature, resistenza all'usura e resistenza. Eccellenti prestazioni di scheggiatura e in grado di soddisfare le esigenze di lavorazioni meccaniche 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 cubici in nitruro di boro). 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 cubici di nitruro di boro appartengono a un'ampia classe di materiali ceramici. Di seguito le caratteristiche dei tre tipi 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 interdif o reazione chimica con il ferro. Pertanto, le frese per ceramica a base di allumina hanno la più ampia gamma di applicazioni, adatte per acciaio e ghisa. Lavorazione ad alta velocità delle sue leghe; per la 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 per ceramica a base di nitruro di silicio (Si3N4): è una ceramica realizzata aggiungendo una quantità adeguata di carburo metallico e un agente di rinforzo del metallo a una matrice di nitruro di silicio e utilizzando un effetto di rinforzo composito (indicato anche come dispersione effetto rinforzante). 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 e 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 (fresa cubica al nitruro di boro): 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 Hualing in nitruro di boro cubico, la qualità BN-S20 viene utilizzata per la sgrossatura dell'acciaio temprato, la qualità BN-H10 viene utilizzata per la finitura di acciaio temprato ad alta velocità, la qualità BN-K1 viene lavorata in ghisa ad alta durezza, la qualità BN-S30 viene utilizzata per il taglio ad alta velocità cenere La ghisa è più economica degli inserti in ceramica.

In secondo luogo, le caratteristiche degli utensili in ceramica

Le caratteristiche degli utensili in ceramica: (1) buona resistenza all'usura; (2) resistenza alle alte temperature, buona durezza rossa; (3) la durata dell'utensile è diverse volte o anche diverse volte superiore rispetto agli utensili tradizionali, riducendo il numero di cambi utensile durante la lavorazione, garantendo una conicità ridotta ealta precisione del pezzo da lavorare; (4) non solo può essere utilizzato per la sgrossatura e la finitura di materiali ad alta durezza, ma anche per lavorazioni 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 incollare alla lama, il tagliente di riporto non è facile da realizzare ed è possibile eseguire il taglio ad alta velocità.

Rispetto agli inserti in carburo cementato, gli inserti in ceramica possono resistere a temperature elevate di 2000°C, mentre le leghe dure diventano morbide a 800°C; quindi gli utensili in ceramica hanno una stabilità chimica a temperature più elevate 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 furono introdotte le ceramiche al nitruro di boro (di seguito denominate utensili cubici in nitruro di boro), che vengono utilizzate principalmente per la tornitura, la fresatura e la barenatura di materiali superduri. La durezza delle frese al 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 all'impatto e una resistenza allo schiacciamento notevolmente migliorate 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 trucioli della sgrossatura e possono resistere all'impatto della lavorazione e finitura intermittente. L'usura e il calore di taglio, queste caratteristiche possono soddisfare le difficili lavorazioni di acciai temprati e ghise ad alta durezza con utensili cubici in nitruro di boro.