Розвиток і технічні тенденції матеріалів для керамічних вставок

Розвиток і технічні тенденції керамічних матеріалів для лез

У механічній обробці інструмент завжди називали «зубами промислового виробництва», а продуктивність різання матеріалу інструменту є одним із ключових факторів, що визначають ефективність його виробництва, вартість виробництва та якість обробки. Таким чином, правильний вибір матеріалу ріжучого інструменту Важливо, що керамічні ножі з їх відмінною термостійкістю, зносостійкістю та хімічною стабільністю демонструють переваги, з якими традиційні інструменти не можуть зрівнятися в області високошвидкісного різання та різання важкооброблюваних матеріалів, а основною сировиною для керамічних ножів є Al і Si. Багатий вміст у земній корі, можна сказати, невичерпний і невичерпний. Тому перспективи застосування нових керамічних інструментів дуже широкі.

По-перше, вид керамічних інструментів

Прогрес керамічних інструментальних матеріалів зосереджений на покращенні продуктивності традиційних інструментальних керамічних матеріалів, очищенні зерен, складуванні компонентів, покритті, покращенні процесу спікання та розробці нових продуктів, щоб отримати високу термостійкість, зносостійкість і стійкість. Відмінна продуктивність стружки та може задовольнити потреби високошвидкісної точної обробки. Хенанський інститут надтвердих матеріалів може грубо поділити керамічні інструментальні матеріали на три категорії: оксид алюмінію, нітрид кремнію та нітрид бору (інструменти з кубічного нітриду бору). У сфері різання металу керамічні леза з оксиду алюмінію та керамічні леза з нітриду кремнію спільно називаються керамічними лезами; в неорганічних неметалевих матеріалах кубічний нітрид бору належить до великого класу керамічних матеріалів. Нижче наведені характеристики трьох типів кераміки.

(1) Кераміка на основі оксиду алюмінію (Al2O3): Ni, Co, W або подібний додається як сполучний метал до кераміки на основі карбіду, і міцність зв’язку між оксидом алюмінію та карбідом може бути покращена. Він має гарну зносостійкість і термостійкість, а його хімічну стабільність при високій температурі нелегко піддавати інтердифікації або хімічній реакції із залізом. Тому керамічні фрези на основі оксиду алюмінію мають найширший спектр застосування, придатні для сталі та чавуну. Швидкісна механічна обробка його сплавів; завдяки покращеній стійкості до термічного удару його також можна використовувати для фрезерування або стругання в умовах переривчастого різання, але він не підходить для обробки алюмінієвих сплавів, титанових сплавів і ніобієвих сплавів, інакше він схильний до хімічного зносу.

(2) Керамічний різак на основі нітриду кремнію (Si3N4): це кераміка, виготовлена шляхом додавання відповідної кількості карбіду металу та зміцнювача металу до матриці нітриду кремнію та використання ефекту композитного зміцнення (також відомого як ефект зміцнення дисперсії). Він характеризується високою твердістю, хорошою зносостійкістю, хорошою термостійкістю та стійкістю до окислення, а хімічна реакція між нітридом кремнію та елементами вуглецю та металу невелика, а коефіцієнт тертя також низький. Підходить для обробки, напівобробки, обробки або напівобробки.

(3) Кераміка з нітриду бору (різак з кубічного нітриду бору): висока твердість, зносостійкість, хороша термостійкість, хороша термічна стабільність, хороша теплопровідність, низький коефіцієнт тертя та малий коефіцієнт лінійного розширення. Наприклад, інструмент із кубічного нітриду бору Hualing марки BN-S20 використовується для чорнової обробки загартованої сталі, марка BN-H10 використовується для високошвидкісної обробки загартованої сталі, марка BN-K1 використовується для обробки чавуну високої твердості, марка BN-S30 з високошвидкісного різання. Чавун є більш економічним, ніж керамічні вставки.

По-друге, характеристики керамічних інструментів

Характеристики керамічних інструментів: (1) хороша зносостійкість; (2) стійкість до високих температур, хороша червона твердість; (3) довговічність інструменту в кілька разів або навіть у кілька разів вища, ніж у традиційних інструментів, зменшуючи кількість змін інструменту під час обробки, забезпечуючи невелику конусність і високу точність заготовки, що підлягає обробці; (4) можна використовувати не тільки для чорнової обробки матеріалів з високою твердістю, а й для механічної обробки з великими навантаженнями, наприклад фрезерування, стругання, переривчастого різання та чорнової обробки; (5) Коли керамічне лезо розрізано, тертя об метал невелике, різання нелегко приклеїти до леза, непросто утворити нарощений край, і можна виконувати високошвидкісне різання.

У порівнянні з твердосплавними пластинами, керамічні пластини витримують високі температури 2000 ° С, а тверді сплави стають м'якими при 800 ° С; тому керамічні інструменти мають більш високу температурну хімічну стійкість і можуть різатися з високою швидкістю, але недоліком є ​​керамічні вставки. Міцність і в'язкість низькі, їх легко зламати. Пізніше була представлена ​​кераміка з нітриду бору (надалі – інструменти з кубічного нітриду бору), яка в основному використовується для точіння, фрезерування та розточування надтвердих матеріалів. Твердість фрез з кубічного нітриду бору значно вище, ніж у керамічних пластин. Через високу твердість його ще називають надтвердим матеріалом з алмазом. Зазвичай використовується для обробки матеріалів з твердістю вище HRC48. Він має відмінну високотемпературну твердість - до 2000 ° C, хоча він більш крихкий, ніж леза з цементованого карбіду, але має значно покращену ударну міцність і стійкість до роздавлювання порівняно з керамічними інструментами з глинозему. Крім того, деякі спеціальні інструменти з кубічного нітриду бору (такі як Huachao Super Hard BN-K1 і BN-S20) можуть витримувати навантаження від стружки під час чорнової обробки, а також можуть витримувати вплив періодичної обробки та фінішної обробки. Зношування та тепло різання, ці характеристики можуть відповідати складній обробці загартованої сталі та високотвердого чавуну інструментами з кубічного нітриду бору.