Razvoj in tehnični trendi materialov za keramične vložke

Razvoj in tehnični trendi keramičnih materialov za rezila

V strojni obdelavi so orodje vedno imenovali "industrijsko izdelani zobje", rezalna zmogljivost materiala orodja pa je eden ključnih dejavnikov, ki določajo njegovo proizvodno učinkovitost, proizvodne stroške in kakovost obdelave. Zato je pravilna izbira materiala rezalnega orodja. Pomembno je, da keramični noži s svojo odlično toplotno odpornostjo, odpornostjo proti obrabi in kemično stabilnostjo izkazujejo prednosti, s katerimi se tradicionalna orodja ne morejo kosati na področju hitrega rezanja in rezanja težko obdelovalnih materialov, glavni surovini keramičnih nožev pa sta Al in Si. Za bogato vsebino v zemeljski skorji lahko rečemo, da je neizčrpna in neizčrpna. Zato je možnost uporabe novih keramičnih orodij zelo široka.

Prvič, vrsta keramičnega orodja

Napredek materialov za keramična orodja je osredotočen na izboljšanje učinkovitosti tradicionalnih orodnih keramičnih materialov, rafiniranje zrn, mešanje komponent, prevleko, izboljšanje procesa sintranja in razvoj novih izdelkov, da bi dosegli visoko temperaturno odpornost, odpornost proti obrabi in odpornost. Odlična zmogljivost sekanja in lahko zadovolji potrebe visoke hitrosti natančne obdelave. Inštitut za supertrde materiale Henan lahko materiale za keramična orodja grobo razdeli v tri kategorije: aluminijev oksid, silicijev nitrid in borov nitrid (orodja iz kubičnega borovega nitrida). Na področju rezanja kovin se keramična rezila iz aluminijevega oksida in keramična rezila iz silicijevega nitrida skupaj imenujejo keramična rezila; v anorganskih nekovinskih materialih kubični borov nitrid spada v velik razred keramičnih materialov. Sledijo značilnosti treh vrst keramike.

(1) Keramika na osnovi aluminijevega oksida (Al2O3): Ni, Co, W ali podobno je dodano kot vezivna kovina keramiki na osnovi karbida in moč vezi med aluminijevim oksidom in karbidom se lahko izboljša. Ima dobro odpornost proti obrabi in toplotno odpornost, njegove kemične stabilnosti pri visokih temperaturah pa ni enostavno interdifirati ali kemično reagirati z železom. Zato imajo keramični rezkarji na osnovi aluminijevega oksida najširši obseg uporabe, primerni za jeklo in lito železo. Visokohitrostna obdelava njegovih zlitin; zaradi izboljšane odpornosti na toplotne udarce se lahko uporablja tudi za rezkanje ali skobljanje v prekinjenih rezalnih pogojih, vendar ni primeren za obdelavo aluminijevih zlitin, titanovih zlitin in niobijevih zlitin, sicer je nagnjen k kemični obrabi.

(2) Keramični rezalnik na osnovi silicijevega nitrida (Si3N4): gre za keramiko, izdelano z dodajanjem primerne količine kovinskega karbida in kovinskega ojačitvenega sredstva matrici iz silicijevega nitrida ter z uporabo kompozitnega ojačitvenega učinka (imenovanega tudi učinek disperzijske ojačitve). Zanj je značilna visoka trdota, dobra odpornost proti obrabi, dobra toplotna odpornost in odpornost proti oksidaciji, kemična reakcija med silicijevim nitridom ter ogljikovimi in kovinskimi elementi pa je majhna, faktor trenja pa je tudi nizek. Primerno za končno obdelavo, pol-obdelavo, končno ali pol-obdelavo.

(3) Keramika borovega nitrida (kubični rezalnik borovega nitrida): visoka trdota, odpornost proti obrabi, dobra toplotna odpornost, dobra toplotna stabilnost, dobra toplotna prevodnost, nizek koeficient trenja in majhen koeficient linearne ekspanzije. Na primer, orodje Hualing iz kubičnega borovega nitrida razreda BN-S20 se uporablja za grobo obdelavo kaljenega jekla, razred BN-H10 se uporablja za visokohitrostno končno obdelavo kaljenega jekla, razred BN-K1 je obdelano lito železo visoke trdote, razred BN-S30 za hitro rezanje pepela Lito železo je bolj ekonomično kot keramični vložki.

Drugič, značilnosti keramičnih orodij

Lastnosti keramičnega orodja: (1) dobra odpornost proti obrabi; (2) visoka temperaturna odpornost, dobra rdeča trdota; (3) vzdržljivost orodja je nekajkrat ali celo nekajkrat višja od tradicionalnih orodij, kar zmanjšuje število menjav orodja med obdelavo, zagotavlja majhen konus in visoko natančnost obdelovanca, ki ga je treba obdelati; (4) se lahko uporablja ne le za grobo in končno obdelavo materialov z visoko trdoto, ampak tudi za strojno obdelavo z velikim udarcem, kot je rezkanje, skobljanje, prekinjeno rezanje in grobo obdelavo surovcev; (5) Ko je keramično rezilo odrezano, je trenje s kovino majhno, rez ni enostavno prilepiti na rezilo, ni enostavno nastati nakopičen rob in mogoče je izvesti visokohitrostno rezanje.

V primerjavi z vložki iz cementnega karbida lahko keramični vložki prenesejo visoke temperature 2000 ° C, medtem ko trde zlitine postanejo mehke pri 800 ° C; zato imajo keramična orodja višjo temperaturno kemijsko stabilnost in jih je mogoče rezati z veliko hitrostjo, slabost pa so keramični vložki. Trdnost in žilavost sta nizki in ju je enostavno zlomiti. Kasneje je bila uvedena keramika iz borovega nitrida (v nadaljevanju kubična orodja iz borovega nitrida), ki se uporablja predvsem za struženje, rezkanje in vrtanje supertrdnih materialov. Trdota rezil iz kubičnega borovega nitrida je veliko večja kot pri keramičnih ploščicah. Zaradi visoke trdote ga imenujemo tudi supertrdi material z diamantom. Običajno se uporablja za obdelavo materialov s trdoto nad HRC48. Ima odlično visokotemperaturno trdoto - do 2000 °C, čeprav je bolj krhka kot rezila iz karbidne trdine, vendar ima znatno izboljšano udarno trdnost in odpornost na drobljenje v primerjavi z orodji iz aluminijevega oksida. Poleg tega lahko nekatera posebna orodja iz kubičnega borovega nitrida (kot sta Huachao Super Hard BN-K1 in BN-S20) prenesejo obremenitev z odrezki pri grobi obdelavi in ​​lahko prenesejo vpliv občasne obdelave in končne obdelave. Obraba in rezalna toplota, te lastnosti lahko ustrezajo težki obdelavi kaljenega jekla in litega železa z visoko trdoto z orodji iz kubičnega borovega nitrida.