Utveckling och teknisk trend för keramiska skärmaterial

Utveckling och teknisk trend av keramiska bladmaterial

Vid bearbetning har verktyget alltid kallats "industriellt tillverkade tänder", och verktygsmaterialets skärprestanda är en av nyckelfaktorerna som bestämmer dess produktionseffektivitet, produktionskostnad och bearbetningskvalitet. Därför är det korrekta valet av skärverktygsmaterial. Viktigt är att keramiska knivar, med sin utmärkta värmebeständighet, slitstyrka och kemiska stabilitet, visar fördelarna som traditionella verktyg inte kan matcha inom området för höghastighetsskärning och skärning av svårbearbetade material, och de viktigaste råvarorna för keramiska knivar är Al och Si. Det rika innehållet i jordskorpan kan sägas vara outtömligt och outtömligt. Därför är tillämpningsmöjligheterna för nya keramiska verktyg mycket breda.

Först den typ av keramiska verktyg

Framstegen med keramiska verktygsmaterial är fokuserade på att förbättra prestanda hos traditionella verktygskeramiska material, raffinering av korn, komponentkompoundering, beläggning, förbättring av sintringsprocessen och utveckling av nya produkter, för att erhålla hög temperaturbeständighet, slitstyrka och motståndskraft. Utmärkt flisningsprestanda och kan möta behoven av höghastighets precisionsbearbetning. Henan Institute of Superhard Materials kan grovt dela in keramiska verktygsmaterial i tre kategorier: aluminiumoxid, kiselnitrid och bornitrid (kubiska bornitridverktyg). Inom området för metallskärning kallas keramiska blad av aluminiumoxid och keramiska blad av kiselnitrid tillsammans som keramiska blad; i oorganiska icke-metalliska material tillhör kubiska bornitridmaterial en stor klass av keramiska material. Följande är egenskaperna hos de tre typerna av keramik.

(1) Aluminiumoxid (Al2O3)-baserad keramik: Ni, Co, W eller liknande tillsätts som en bindemetall till den karbidbaserade keramen, och bindningsstyrkan mellan aluminiumoxiden och karbiden kan förbättras. Den har god slitstyrka och värmebeständighet, och dess kemiska stabilitet vid hög temperatur är inte lätt att interdif eller kemisk reaktion med järn. Därför har aluminiumbaserade keramiska fräsar det bredaste applikationsområdet, lämpliga för stål och gjutjärn. Höghastighetsbearbetning av dess legeringar; på grund av den förbättrade värmechockbeständigheten kan den även användas för fräsning eller hyvling under avbrutna skärförhållanden, men den är inte lämplig för bearbetning av aluminiumlegeringar, titanlegeringar och nioblegeringar, annars är den utsatt för kemiskt slitage.

(2) Kiselnitrid (Si3N4)-baserad keramisk skärare: Det är en keramik som tillverkas genom att tillsätta en lämplig mängd metallkarbid och ett metallförstärkningsmedel till en kiselnitridmatris och använda en sammansatt förstärkande effekt (även kallad en dispersionsförstärkande effekt). Det kännetecknas av hög hårdhet, bra slitstyrka, bra värmebeständighet och oxidationsbeständighet, och den kemiska reaktionen mellan kiselnitrid och kol- och metallelement är liten, och friktionsfaktorn är också låg. Lämplig för efterbearbetning, halvfinish, finishing eller semi-finishing.

(3) Bornitridkeramik (kubisk bornitridskärare): hög hårdhet, slitstyrka, bra värmebeständighet, bra värmestabilitet, bra värmeledningsförmåga, låg friktionskoefficient och liten linjär expansionskoefficient. Till exempel används Hualing kubisk bornitrid-verktyg BN-S20 för grovbearbetning av härdat stål, BN-H10-kvalitet används för höghastighetsbearbetning av härdat stål, BN-K1-kvalitet är bearbetat gjutjärn med hög hårdhet, BN-S30-kvalitet höghastighets skäraska Gjutjärn är mer ekonomiskt än keramiska skär.

För det andra, egenskaperna hos keramiska verktyg

Keramiska verktygs egenskaper: (1) god slitstyrka; (2) hög temperaturbeständighet, god röd hårdhet; (3) verktygets hållbarhet är flera gånger eller till och med flera gånger högre än traditionella verktyg, vilket minskar antalet verktygsbyten under bearbetning, vilket säkerställer liten avsmalning och hög precision hos arbetsstycket som ska bearbetas; (4) kan inte bara användas för grovbearbetning och efterbearbetning av material med hög hårdhet, utan också för bearbetning med stor påverkan såsom fräsning, hyvling, avbruten skärning och råbearbetning; (5) När det keramiska bladet skärs är friktionen med metallen liten, skärningen är inte lätt att bindas till bladet, den uppbyggda kanten är inte lätt att uppstå och höghastighetsskärning kan utföras.

Jämfört med hårdmetallskär kan keramiska skär tåla höga temperaturer på 2000 ° C, medan hårda legeringar blir mjuka vid 800 ° C; så keramiska verktyg har högre temperatur kemisk stabilitet och kan skäras med hög hastighet, men nackdelen är keramiska skär. Styrkan och segheten är låg och lätt att bryta. Senare introducerades bornitridkeramik (nedan kallade kubiska bornitridverktyg), som främst används för svarvning, fräsning och borrning av superhårda material. Hårdheten hos kubiska bornitridskärare är mycket högre än för keramiska skär. På grund av sin höga hårdhet kallas det även superhårt material med diamant. Det används vanligtvis för att bearbeta material med hårdhet högre än HRC48. Den har utmärkt hårdhet vid hög temperatur - upp till 2000 ° C, även om den är sprödare än hårdmetallblad, men har avsevärt förbättrad slaghållfasthet och krosshållfasthet jämfört med keramiska verktyg av aluminiumoxid. Dessutom kan vissa speciella kubiska bornitridverktyg (som Huachao Super Hard BN-K1 och BN-S20) motstå spånbelastningen från grov bearbetning och kan motstå påverkan av intermittent bearbetning och efterbehandling. Slitaget och skärvärmen, dessa egenskaper kan möta den svåra bearbetningen av härdat stål och gjutjärn med hög hårdhet med kubiska bornitridverktyg.