Rozwój i trend techniczny materiałów na płytki ceramiczne

Rozwój i trend techniczny materiałów na ostrza ceramiczne

W obróbce narzędzie zawsze nazywane było „zębami wykonanymi przemysłowo”, a wydajność skrawania materiału narzędzia jest jednym z kluczowych czynników decydujących o wydajności jego produkcji, kosztach produkcji i jakości obróbki. Dlatego też prawidłowy dobór materiału narzędzia skrawającego. Co ważne, noże ceramiczne, dzięki swojej doskonałej odporności na ciepło, odporności na zużycie i stabilności chemicznej, wykazują zalety, którym tradycyjne narzędzia nie mają sobie równych w zakresie szybkiego cięcia oraz cięcia materiałów trudnoobrabialnych, a głównymi surowcami noży ceramicznych są Al i Si. Można powiedzieć, że bogata zawartość skorupy ziemskiej jest niewyczerpana i niewyczerpana. Dlatego też perspektywy zastosowań nowych narzędzi ceramicznych są bardzo szerokie.

Po pierwsze, rodzaj narzędzi ceramicznych

Postęp ceramicznych materiałów narzędziowych koncentruje się na poprawie wydajności tradycyjnych materiałów ceramicznych na narzędzia, uszlachetnieniu ziaren, mieszaniu komponentów, powlekaniu, ulepszaniu procesu spiekania i opracowywaniu nowych produktów w celu uzyskania odporności na wysoką temperaturę, odporność na zużycie i odporność. Doskonała wydajność odpryskiwania i może zaspokoić potrzeby precyzyjnej obróbki z dużą prędkością. Instytut Materiałów Supertwardych Henan może z grubsza podzielić ceramiczne materiały narzędziowe na trzy kategorie: tlenek glinu, azotek krzemu i azotek boru (narzędzia z sześciennego azotku boru). W dziedzinie cięcia metalu ostrza ceramiczne z tlenku glinu i ostrza ceramiczne z azotku krzemu są wspólnie określane jako ostrza ceramiczne; w nieorganicznych materiałach niemetalowych materiały z sześciennego azotku boru należą do dużej klasy materiałów ceramicznych. Poniżej przedstawiono charakterystykę trzech rodzajów ceramiki.

(1) Ceramika na bazie tlenku glinu (Al2O3): Ni, Co, W lub tym podobne dodaje się jako metal wiążący do ceramiki na bazie węglika, dzięki czemu można poprawić siłę wiązania pomiędzy tlenkiem glinu i węglikiem. Ma dobrą odporność na zużycie i odporność na ciepło, a jego stabilność chemiczna w wysokiej temperaturze nie jest łatwa do interakcji lub reakcji chemicznej z żelazem. Dlatego frezy ceramiczne na bazie tlenku glinu mają najszerszy zakres zastosowań, odpowiednie do stali i żeliwa. Obróbka szybkobieżna jego stopów; ze względu na zwiększoną odporność na szok termiczny może być również stosowany do frezowania lub strugania w warunkach skrawania przerywanego, jednak nie nadaje się do obróbki stopów aluminium, stopów tytanu i stopów niobu, gdyż jest podatny na zużycie chemiczne.

(2) Frez ceramiczny na bazie azotku krzemu (Si3N4): Jest to materiał ceramiczny wytwarzany przez dodanie odpowiedniej ilości węglika metalu i środka wzmacniającego metal do matrycy azotku krzemu i zastosowanie efektu wzmacniającego kompozyt (nazywanego również efektem wzmacniania dyspersyjnego). Charakteryzuje się wysoką twardością, dobrą odpornością na zużycie, dobrą odpornością na ciepło i odpornością na utlenianie, a reakcja chemiczna pomiędzy azotkiem krzemu a pierwiastkami węglowymi i metalowymi jest niewielka, a współczynnik tarcia również niski. Nadaje się do wykańczania, półwykończenia, wykańczania lub półwykończenia.

(3) Ceramika z azotku boru (sześcienny nóż z azotku boru): wysoka twardość, odporność na zużycie, dobra odporność na ciepło, dobra stabilność termiczna, dobra przewodność cieplna, niski współczynnik tarcia i mały współczynnik rozszerzalności liniowej. Na przykład narzędzie Hualing z sześciennego azotku boru w gatunku BN-S20 jest używane do obróbki zgrubnej stali hartowanej, gatunek BN-H10 jest używany do wykańczania stali hartowanej z dużą szybkością, gatunek BN-K1 to przetwarzane żeliwo o wysokiej twardości, popiół szybkotnący gatunku BN-S30 Żeliwo jest bardziej ekonomiczne niż płytki ceramiczne.

Po drugie, cechy narzędzi ceramicznych

Charakterystyka narzędzi ceramicznych: (1) dobra odporność na zużycie; (2) odporność na wysoką temperaturę, dobra twardość w kolorze czerwonym; (3) trwałość narzędzi jest kilkukrotnie lub nawet kilkukrotnie większa w porównaniu z narzędziami tradycyjnymi, zmniejszając liczbę wymian narzędzi w trakcie obróbki, zapewniając mały stożek i wysoką precyzję obrabianego przedmiotu; (4) można stosować nie tylko do obróbki zgrubnej i wykańczającej materiałów o wysokiej twardości, ale także do obróbki z dużym udarem, takiej jak frezowanie, struganie, cięcie przerywane i obróbka zgrubna półfabrykatu; (5) Podczas cięcia ostrza ceramicznego tarcie z metalem jest małe, połączenie cięcia z ostrzem nie jest łatwe, narost na krawędzi nie jest łatwy i można wykonać cięcie z dużą prędkością.

W porównaniu z wkładkami z węglika spiekanego, płytki ceramiczne wytrzymują wysokie temperatury do 2000°C, natomiast stopy twarde stają się miękkie już w temperaturze 800°C; dlatego narzędzia ceramiczne mają wyższą stabilność chemiczną w temperaturze i można je ciąć z dużą prędkością, ale wadą są płytki ceramiczne. Wytrzymałość i wytrzymałość są niskie i łatwe do złamania. Później wprowadzono ceramikę z azotku boru (zwaną dalej narzędziami z sześciennego azotku boru), która jest używana głównie do toczenia, frezowania i wytaczania materiałów supertwardych. Twardość frezów z regularnego azotku boru jest znacznie wyższa niż płytek ceramicznych. Ze względu na dużą twardość nazywany jest także materiałem supertwardym z diamentem. Jest powszechnie stosowany do obróbki materiałów o twardości wyższej niż HRC48. Ma doskonałą twardość w wysokich temperaturach - do 2000 ° C, chociaż jest bardziej kruchy niż ostrza z węglika spiekanego, ale ma znacznie lepszą udarność i odporność na zgniatanie w porównaniu do narzędzi ceramicznych z tlenku glinu. Ponadto niektóre specjalne narzędzia z sześciennego azotku boru (takie jak Huachao Super Hard BN-K1 i BN-S20) mogą wytrzymać obciążenie wiórami podczas obróbki zgrubnej oraz uderzenia przerywanej obróbki i wykańczania. Zużycie i ciepło skrawania, te cechy mogą sprostać trudnej obróbce stali hartowanej i żeliwa o wysokiej twardości za pomocą narzędzi z sześciennego azotku boru.