Onko superkoville työkalumateriaaleille markkinoita tulevaisuudessa

Materiaaliteollisuuden ja tarkkuuskoneteollisuuden kehittyessä tarkkuusleikkauksen, ultratarkkuusleikkauksen ja vaikeiden leikkausmateriaalien käyttö lisääntyy, ja ultrakovien työkalumateriaalien käyttö laajenee. Superkovamateriaalityökalulla on korkea hyötysuhde, pitkä käyttöikä ja hyvä käsittelylaatu. Aiemmin sitä käytettiin pääasiassa viimeistelyyn. Viime vuosina keinotekoisen superkovan työkalumateriaalin tuotantoprosessin parantamisen, raaka-aineen puhtauden ja raekoon valvonnan, komposiittimateriaalien käytön ja kuumapuristusprosessin ansiosta sovellusalue laajenee, sen lisäksi, että se sopii yleinen viimeistely ja puoliviimeistely, mutta sitä voidaan käyttää myös karkeaan käsittelyyn. Se on kansainvälisesti tunnustettu yhdeksi aikamme tuottavimmista työkalumateriaaleista. Käytettäessä erittäin kovia materiaaleja teräksen, valuraudan, ei-rautametallien ja metalliseosten käsittelyyn, leikkausnopeus on suuruusluokkaa suurempi kuin kovametalliseoksen, ja työkalun käyttöikä on kymmeniä tai jopa satoja kertoja suurempi kuin kovametalliseoksen. . Samalla sen ulkonäkö muuttaa myös perinteistä teknologiakonseptia. Erittäin kovaa työkalua voidaan käyttää suoraan sorvaukseen ja jyrsintään hionnan (tai kiillotuksen) sijaan. Karkaistujen osien käsittelyssä voidaan käyttää yhtä prosessia useiden prosessien sijaan, mikä lyhentää huomattavasti prosessin kulkua.

 

Superkovien työkalumateriaalien kehittäminen

Superhard työkalumateriaalilla tarkoitetaan luonnontimanttia ja keinotekoista timanttia sekä CBN:ää (cubic boorinitridi), joilla on samanlainen kovuus ja ominaisuudet. Koska luonnontimantin hinta on suhteellisen korkea, tuotannossa käytetään enimmäkseen keinotekoista monikiteistä timanttia (PCD), monikiteistä kuutiometriä boorinitridiä (PCBN) ja niiden komposiittimateriaaleja.

Jo 1950-luvulla Yhdysvallat käytti keinomateriaaleina keinotekoista timanttimikrojauhetta ja keinotekoista CBN-mikrojauhetta korkeassa lämpötilassa, korkeassa paineessa, katalyytti- ja sideainesintrausta suurikokoisiksi monikiteisiksi lohkoiksi. Sen on sittemmin kehittänyt DeBeers Etelä-Afrikassa, entisessä Neuvostoliitossa ja Japanissa. 1970-luvun alussa otettiin käyttöön timantin tai CBN:n ja kovan seoksen komposiittilevy. Ne valmistetaan sintraamalla tai puristamalla 0,5–1 mm:n PCD- tai PCBN-kerros kovaseosmatriisiin, mikä ratkaisee ongelmat, kuten erittäin kovien leikkaustyökalumateriaalien alhainen taivutuslujuus, terän hitsausvaikeudet, jotta superhitsaus kovat leikkuutyökalut ovat siirtyneet käytännön vaiheeseen. Tällä hetkellä on olemassa synteettisiä suuria yksikidetimantteja ja funktionaalisia materiaaleja, kuten timanttikalvopinnoite ja paksu timanttikalvo, joka on tuotettu CVD:llä (kemiallinen höyrypinnoitus), jotka laajentavat suuresti superkovien työkalumateriaalien käyttöaluetta.

Superkovien työkalumateriaalien tutkimus ja käyttö aloitettiin 1970-luvulla, ja superkovien materiaalien ja sen tuotteiden valmistaja perustettiin Guiyangiin vuonna 1970. Koko 20 vuoden aikana 1970-1990 superkovien materiaalien vuosituotanto kasvaa vain 460:sta,{ {6}} karaattia 35 miljoonaan karaattiin. 1990-luvulla monet superkovien materiaalien tuotantolaitokset esittelivät täydellisiä superkovien materiaalien synteesilaitteita ja -teknologiaa ulkomailta, ja tuotanto on kehittynyt nopeasti. Vuoteen 1997 mennessä synteettisen timantin vuosituotanto maassamme on saavuttanut noin 500 miljoonaa karaattia ja CBN-tuotanto on 8 miljoonaa grammaa.

 

Superkovien työkalumateriaalien ominaisuudet

Timantilla on korkea kovuus ja kulutuskestävyys, ja sen mikrokovuus voi olla 10 000 HV. Se on kova materiaali työkalumateriaalien joukossa. Samanaikaisesti sen kitkakerroin on pieni, ei affiniteettia ei-rautametalliin, lastuvirtaus on helppoa, korkea lämmönjohtavuus, ei ole helppo tuottaa sirukasvainta leikattaessa, käsittelypinnan laatu on hyvä. Se voi käsitellä tehokkaasti ei-rautametallimateriaaleja ja ei-metallisia materiaaleja, kuten kuparia, alumiinia ja muita ei-rautametalleja ja niiden seoksia, keramiikkaa, sintrattua kovametalliseosta, erilaisia ​​kuitu- ja hiukkasvahvisteisia komposiittimateriaaleja, muoveja, kumia, grafiittia, lasi ja erilaiset kulutusta kestävät puut (erityisesti massiivipuu- ja vanerikomposiittimateriaalit).