Vývoj a technický trend materiálov keramických vložiek

Vývoj a technický trend keramických čepeľových materiálov

Pri obrábaní sa nástroj vždy nazýval „priemyselne vyrobené zuby“ a rezný výkon materiálu nástroja je jedným z kľúčových faktorov určujúcich jeho efektivitu výroby, výrobné náklady a kvalitu spracovania. Správna voľba materiálu rezného nástroja je preto Dôležité je, že keramické nože svojou vynikajúcou tepelnou odolnosťou, odolnosťou voči opotrebovaniu a chemickou stabilitou vykazujú výhody, ktorým sa tradičné nástroje v oblasti vysokorýchlostného rezania a rezania ťažkoobrobiteľných materiálov nevyrovnajú a hlavnými surovinami keramických nožov sú Al a Si. O bohatom obsahu v zemskej kôre sa dá povedať, že je nevyčerpateľný a nevyčerpateľný. Preto je perspektíva použitia nových keramických nástrojov veľmi široká.

Po prvé, typ keramických nástrojov

Pokrok v oblasti keramických nástrojových materiálov je zameraný na zlepšenie výkonu tradičných nástrojových keramických materiálov, rafináciu zŕn, kompaundovanie komponentov, povlakovanie, zlepšenie procesu spekania a vývoj nových produktov s cieľom získať odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť. Vynikajúci výkon pri sekaní a môže spĺňať potreby vysokorýchlostného presného obrábania. Henan Institute of Superhard Materials môže zhruba rozdeliť keramické nástrojové materiály do troch kategórií: oxid hlinitý, nitrid kremíka a nitrid bóru (kubické nástroje z nitridu bóru). V oblasti rezania kovov sú čepele z keramiky z oxidu hlinitého a čepele z nitridu kremíka súhrnne označované ako keramické čepele; v anorganických nekovových materiáloch patria materiály kubického nitridu bóru do veľkej triedy keramických materiálov. Nasledujú charakteristiky troch typov keramiky.

(1) Keramika na báze oxidu hlinitého (Al2O3): Ni, Co, W alebo podobne sa pridáva ako spojivový kov do keramiky na báze karbidu a pevnosť väzby medzi oxidom hlinitým a karbidom sa môže zlepšiť. Má dobrú odolnosť proti opotrebeniu a tepelnú odolnosť a jeho chemickú stabilitu pri vysokej teplote nie je ľahké interdifikovať alebo chemicky reagovať so železom. Preto majú keramické frézy na báze oxidu hlinitého najširší rozsah použitia, vhodné pre oceľ a liatinu. Vysokorýchlostné obrábanie jeho zliatin; vďaka zlepšenej odolnosti proti tepelným šokom je možné ho použiť aj na frézovanie alebo hobľovanie pri prerušovaných rezných podmienkach, nie je však vhodný na spracovanie hliníkových zliatin, titánových zliatin a nióbových zliatin, inak je náchylný na chemické opotrebenie.

(2) Keramická fréza na báze nitridu kremíka (Si3N4): Ide o keramiku vyrobenú pridaním vhodného množstva karbidu kovu a činidla na spevnenie kovu do matrice nitridu kremíka a použitím efektu spevnenia kompozitu (označovaného aj ako efekt disperzného spevnenia). Vyznačuje sa vysokou tvrdosťou, dobrou odolnosťou proti opotrebeniu, dobrou tepelnou odolnosťou a odolnosťou proti oxidácii a chemická reakcia medzi nitridom kremíka a uhlíkovými a kovovými prvkami je malá a faktor trenia je tiež nízky. Vhodné na konečnú úpravu, polodokončovanie, dokončovanie alebo polodokončovanie.

(3) Keramika z nitridu bóru (kubická rezačka nitridu bóru): vysoká tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu, dobrá tepelná odolnosť, dobrá tepelná stabilita, dobrá tepelná vodivosť, nízky koeficient trenia a malý koeficient lineárnej rozťažnosti. Napríklad nástroj Hualing z kubického nitridu bóru BN-S20 sa používa na hrubovanie kalenej ocele, trieda BN-H10 sa používa na vysokorýchlostnú konečnú úpravu kalenej ocele, trieda BN-K1 je spracovaná liatina s vysokou tvrdosťou, vysokorýchlostný rezný popol triedy BN-S30 Liatina je ekonomickejšia ako keramické doštičky.

Po druhé, vlastnosti keramických nástrojov

Charakteristiky keramických nástrojov: (1) dobrá odolnosť proti opotrebovaniu; (2) odolnosť voči vysokej teplote, dobrá červená tvrdosť; (3) Trvanlivosť nástroja je niekoľkonásobne alebo dokonca niekoľkonásobne vyššia ako u tradičných nástrojov, čím sa znižuje počet výmen nástrojov počas spracovania, zabezpečuje sa malé zúženie a vysoká presnosť obrobku, ktorý sa má obrábať; (4) možno použiť nielen na hrubovanie a konečnú úpravu materiálov s vysokou tvrdosťou, ale aj na obrábanie s veľkým nárazom, ako je frézovanie, hobľovanie, prerušované rezanie a hrubovanie polotovarov; (5) Keď je keramická čepeľ rezaná, trenie s kovom je malé, rezanie nie je ľahké prilepiť k čepeli, nie je ľahké nastať nahromadená hrana a je možné vykonávať vysokorýchlostné rezanie.

V porovnaní s doštičkami zo slinutého karbidu dokážu keramické doštičky odolať vysokým teplotám 2000 °C, zatiaľ čo tvrdé zliatiny zmäknú pri 800 °C; takže keramické nástroje majú vyššiu teplotnú chemickú stabilitu a dajú sa rezať vysokou rýchlosťou, nevýhodou sú však keramické doštičky. Pevnosť a húževnatosť sú nízke a ľahko sa zlomia. Neskôr bola zavedená keramika z nitridu bóru (ďalej len nástroje z kubického nitridu bóru), ktorá sa používa najmä na sústruženie, frézovanie a vyvrtávanie supertvrdých materiálov. Tvrdosť fréz z kubického nitridu bóru je oveľa vyššia ako tvrdosť keramických doštičiek. Pre svoju vysokú tvrdosť sa nazýva aj supertvrdý materiál s diamantom. Bežne sa používa na spracovanie materiálov s tvrdosťou vyššou ako HRC48. Má vynikajúcu tvrdosť pri vysokej teplote - až do 2000 ° C, je síce krehkejší ako čepele zo slinutého karbidu, ale v porovnaní s keramickými nástrojmi z oxidu hlinitého má výrazne lepšiu rázovú pevnosť a odolnosť proti drveniu. Okrem toho niektoré špeciálne nástroje z kubického nitridu bóru (napríklad Huachao Super Hard BN-K1 a BN-S20) dokážu odolať zaťaženiu trieskou pri hrubom obrábaní a vydržia vplyv prerušovaného obrábania a dokončovania. Opotrebenie a rezné teplo, tieto vlastnosti môžu spĺňať náročné spracovanie kalenej ocele a liatiny s vysokou tvrdosťou pomocou nástrojov z kubického nitridu bóru.