Development And Technical Trend Of Ceramic Inserts Materials

세라믹 블레이드 소재 개발 및 기술동향

가공에서 공구는 항상 "산업용 치아"라고 불리며 공구 재료의 절삭 성능은 생산 효율성, 생산 비용 및 가공 품질을 결정하는 핵심 요소 중 하나입니다. 따라서 절삭공구 소재의 올바른 선택은 중요한 것은 세라믹 나이프는 내열성, 내마모성, 화학적 안정성이 뛰어나 고속 절삭 및 난삭재 절삭 분야에서 기존 공구가 따라올 수 없는 장점을 나타내며, 세라믹 나이프의 주요 원료는 Al과 Si이다. 지각의 풍부한 함량은 무궁무진하고 무진장하다고 할 수 있습니다. 따라서 새로운 세라믹 도구의 적용 전망은 매우 넓습니다.

첫째, 세라믹 도구의 종류

세라믹 공구 재료의 발전은 고온 저항, 내마모성 및 저항성을 얻기 위해 전통적인 도구 세라믹 재료의 성능 향상, 입자 정제, 부품 혼합, 코팅, 소결 공정 개선 및 신제품 개발에 중점을 두고 있습니다. 우수한 치핑 성능과 고속 정밀 가공 요구를 충족할 수 있습니다. 허난 초경질 재료 연구소는 세라믹 공구 재료를 알루미나, 질화 규소 및 질화 붕소(입방 질화 붕소 공구)의 세 가지 범주로 대략 나눌 수 있습니다. 금속 절단 분야에서는 알루미나 세라믹 블레이드와 질화규소 세라믹 블레이드를 총칭하여 세라믹 블레이드라고 합니다. 무기 비금속 재료 중에서 입방정 질화붕소 재료는 세라믹 재료의 큰 종류에 속합니다. 세 가지 도자기의 특징은 다음과 같습니다.

(1) 알루미나(Al2O3)계 세라믹: 탄화물계 세라믹에 바인더 금속으로 Ni, Co, W 등을 첨가하여 알루미나와 탄화물의 결합력을 향상시킬 수 있다. 내마모성과 내열성이 우수하고 고온 화학적 안정성이 철과의 상호 확산이나 화학 반응이 쉽지 않습니다. 따라서 알루미나 기반 세라믹 절단기는 강철 및 주철에 적합한 가장 넓은 적용 범위를 갖습니다. 합금의 고속 가공; 향상된 열 충격 저항으로 인해 단속 절삭 조건에서 밀링 또는 대패 작업에도 사용할 수 있지만 알루미늄 합금, 티타늄 합금 및 니오브 합금 가공에는 적합하지 않습니다. 그렇지 않으면 화학적 마모가 발생하기 쉽습니다.

(2) 질화규소(Si3N4)계 세라믹 커터 : 질화규소 매트릭스에 금속 탄화물과 금속 강화제를 적당량 첨가하고, 복합 강화 효과(분산 강화 효과라고도 함)를 이용하여 만든 세라믹이다. 높은 경도, 우수한 내마모성, 우수한 내열성 및 내 산화성이 특징이며 질화 규소와 탄소 및 금속 원소 간의 화학 반응이 작고 마찰 계수도 낮습니다. 마무리, 반 마무리, 마무리 또는 반 마무리에 적합합니다.

(3) 질화 붕소 세라믹(입방형 질화 붕소 절단기): 경도가 높고 내마모성이 좋으며 내열성이 좋고 열 안정성이 좋으며 열 전도성이 좋고 마찰 계수가 낮으며 선팽창 계수가 작습니다. 예를 들어, Hualing 입방정 질화 붕소 공구 BN-S20 재종은 경화강 황삭에 사용되며, BN-H10 재종은 고속 정삭 경화강에 사용되며, BN-K1 재종은 고경도 주철 가공에 사용되며, BN-S30 재종 고속 절삭 재 주철은 세라믹 인서트보다 경제적입니다.

둘째, 도자기 도구의 특성

세라믹 도구의 특성: (1) 우수한 내마모성; (2) 고온 저항, 양호한 적색 경도; (3) 공구 내구성은 기존 공구보다 몇 배 또는 심지어 몇 배 더 높아 가공 중 공구 교환 횟수를 줄이고 가공할 공작물의 작은 테이퍼와 높은 정밀도를 보장합니다. (4) 고경도 재료의 황삭 및 정삭뿐만 아니라 밀링, 평삭, 단속 절삭, 블랭크 황삭 등 충격이 큰 가공에도 사용할 수 있습니다. (5) 세라믹 칼날 절단시 금속과의 마찰이 적고 칼날과 절단이 잘 접착되지 않으며 구성인선이 발생하기 어렵고 고속 절단이 가능하다.

초경합금 인서트와 비교하여 세라믹 인서트는 2000°C의 고온을 견딜 수 있는 반면 경질 합금은 800°C에서 부드러워집니다. 따라서 세라믹 도구는 더 높은 온도의 화학적 안정성을 가지며 고속으로 절단할 수 있지만 단점은 세라믹 인서트입니다. 강도와 인성이 낮아 부서지기 쉽습니다. 나중에 질화 붕소 세라믹(이하 입방정 질화 붕소 공구라고 함)이 도입되었으며 주로 초경질 재료의 선삭, 밀링 및 보링에 사용됩니다. 입방정 질화붕소 절단기의 경도는 세라믹 인서트의 경도보다 훨씬 높습니다. 경도가 높아 다이아몬드와 함께 초경질 재료라고도 불린다. 일반적으로 HRC48보다 높은 경도의 재료를 가공하는 데 사용됩니다. 초경합금 블레이드보다 부서지기 쉽지만 최대 2000°C까지 고온 경도가 우수하지만 알루미나 세라믹 공구에 비해 충격 강도와 파쇄 저항이 크게 향상되었습니다. 또한 일부 특수 입방정 질화붕소 공구(예: Huachao Super Hard BN-K1 및 BN-S20)는 거친 가공의 칩 부하를 견딜 수 있으며 간헐적인 가공 및 정삭의 영향을 견딜 수 있습니다. 마모 및 절삭열, 이러한 특성은 입방정질화붕소 공구를 사용하여 경화강 및 고경도 주철의 어려운 가공을 충족시킬 수 있습니다.