Caratteristiche prestazionali degli utensili da taglio diamantati

⑵ Caratteristiche prestazionali degli utensili da taglio diamantati

① Elevata durezza e resistenza all'usura: il diamante naturale è una sostanza dura che si trova in natura. Il diamante ha una resistenza all'usura molto elevata. Durante la lavorazione di materiali ad alta durezza, la durata dell'utensile diamantato è 10 ~ 100 volte, o anche fino a centinaia di volte.

② Ha un coefficiente di attrito molto basso: il coefficiente di attrito tra il diamante e alcuni metalli non ferrosi è inferiore rispetto ad altri strumenti, basso coefficiente di attrito, la deformazione di lavorazione è piccola, può ridurre la forza di taglio.

③ Tagliente molto affilato: il tagliente dell'utensile diamantato può essere affilato molto affilato, l'utensile diamantato a cristallo singolo naturale può essere fino a 0,002 ~ 0,008 μm, può eseguire tagli ultrasottili e lavorazioni ultraprecise.

④ Ha un'elevata conducibilità termica: il diamante ha un'elevata conduttività termica e diffusività termica, il calore di taglio è facile da disperdere e la temperatura di taglio è bassa.

⑤ Ha un basso coefficiente di dilatazione termica: il coefficiente di dilatazione termica del diamante è parecchie volte inferiore a quello della lega dura e il cambiamento delle dimensioni dell'utensile causato dal taglio del calore è molto piccolo, il che è particolarmente importante per la precisione e l'ultra- lavorazioni meccaniche di precisione con elevati requisiti di accuratezza dimensionale.

(3) L'applicazione di utensili diamantati

Gli utensili diamantati sono spesso utilizzati per il taglio fine e la barenatura di materiali non ferrosi e non metallici ad alta velocità. Adatto per la lavorazione di una varietà di materiali non metallici resistenti all'usura, come il bianco di metallurgia delle polveri di acciaio al vetro, materiali ceramici; Tutti i tipi di metalli non ferrosi resistenti all'usura, come tutti i tipi di lega di alluminio al silicio; Tutti i tipi di lavorazione di finitura dei metalli non ferrosi.

Lo svantaggio dell'utensile diamantato è la scarsa stabilità termica. Quando la temperatura di taglio supera i 700 ℃ ~ 800 ℃, perderà completamente la sua durezza. Inoltre, non è adatto per il taglio di metalli ferrosi, poiché il diamante (carbonio) ad alte temperature tende a interagire con gli atomi di ferro, causando la trasformazione degli atomi di carbonio nella struttura di grafite e l'utensile si danneggia facilmente.

2. Materiale per utensili in nitruro di boro cubico

Il secondo materiale superduro, il nitruro di boro cubico (CBN), sintetizzato con un metodo simile a quello utilizzato nella fabbricazione del diamante, è secondo solo al diamante in termini di durezza e conducibilità termica e ha un'eccellente stabilità termica. Non si verifica alcuna ossidazione anche se riscaldato a 10000C nell'atmosfera. Il CBN ha proprietà chimiche molto stabili per i metalli ferrosi e può essere ampiamente utilizzato nella lavorazione di prodotti siderurgici.

⑴ Tipi di utensili da taglio al nitruro di boro cubico

Il nitruro di boro cubico (CBN) è un materiale che non esiste in natura e può essere suddiviso in monocristallino e policristallino, vale a dire, monocristallo CBN e nitruro di boro cubico policristallino (PCBN). Il CBN è uno degli isomeri del nitruro di boro (BN), che ha una struttura simile al diamante.

Il PCBN (nitruro di boro cubico policristallino) è un materiale policristallino sinterizzato insieme combinando il fine materiale CBN (TiC, TiN, Al, Ti, ecc.) ad alta temperatura e alta pressione. È un materiale per utensili con una durezza seconda solo al diamante che viene sintetizzato con mezzi artificiali. I PCBNS sono utilizzati principalmente per realizzare coltelli o altri strumenti.

L'utensile da taglio PCBN può essere suddiviso in lama PCBN integrale e sinterizzato con lama composita PCBN composita in carburo.

La lama composita PCBN è nella forza e tenacità del buon carburo sinterizzato uno strato di PCBN spesso O.5 ~ 1.0mm, le sue prestazioni sia di buona tenacità che di elevata durezza e resistenza all'usura, risolve la resistenza alla flessione della lama CBN bassa e difficoltà di saldatura e altro i problemi.

Le principali proprietà e caratteristiche del nitruro di boro cubico

Sebbene la durezza del nitruro di boro cubico sia leggermente inferiore a quella del diamante, è molto più elevata rispetto ad altri materiali ad alta durezza. L'eccezionale vantaggio del CBN è che la sua stabilità termica è molto superiore a quella del diamante, che può raggiungere più di 1200 ℃ (il diamante è 700 ~ 800 ℃). Un altro eccezionale vantaggio è che ha una grande inerzia chimica e non reagisce con il ferro a 1200 ~ 1300 ℃. Le principali proprietà del nitruro di boro cubico sono le seguenti.

① Elevata durezza e resistenza all'usura: la struttura del cristallo CBN è simile al diamante, con durezza e resistenza simili al diamante. PCBN è particolarmente adatto per la lavorazione in precedenza solo per la rettifica di materiali ad alta durezza, può ottenere una migliore qualità della superficie del pezzo.

② Ha un'elevata stabilità termica: la resistenza al calore del CBN può raggiungere 1400 ~ 1500 ℃, che è quasi l volte superiore a quella del diamante (700 ~ 800 ℃). Gli utensili PCBN possono essere utilizzati per il taglio ad alta velocità di superleghe e acciai temprati a velocità da 3 a 5 volte superiori rispetto agli utensili in metallo duro.

③ Eccellente stabilità chimica: e il materiale di ferro a 1200-1300 ℃ non ha effetti chimici, non come il diamante come usura tagliente, quindi può ancora mantenere la durezza della lega dura; L'utensile PCBN è adatto per il taglio di parti in acciaio temprato e ghisa fredda e può essere ampiamente utilizzato nel taglio ad alta velocità della ghisa.

④ Buona conduttività termica: sebbene la conducibilità termica del CBN non possa raggiungere il diamante, ma in tutti i tipi di materiali per utensili, la conducibilità termica del PCBN è seconda solo al diamante, molto più alta dell'acciaio rapido e della lega dura.

⑤ con basso coefficiente di attrito: il basso coefficiente di attrito può portare alla riduzione della forza di taglio, alla riduzione della temperatura di taglio, al miglioramento della qualità della superficie di lavorazione.

⑶ Applicazione di utensili in nitruro di boro cubico

Il nitruro di boro cubico è adatto per la finitura di tutti i tipi di acciaio temprato, ghisa dura, lega per alte temperature, lega dura, materiali a spruzzo superficiale e altri materiali da taglio difficili. La precisione di lavorazione può raggiungere IT5 (il foro è IT6) e la rugosità della superficie può essere pari a Ra1,25 ~ 0,20 μm.

La tenacità del materiale per utensili in nitruro di boro cubico e la resistenza alla flessione sono scarse. Pertanto, l'utensile per tornitura in nitruro di boro cubico non deve essere utilizzato per lavorazioni di sgrossatura a bassa velocità e carico d'urto elevato; Allo stesso tempo, non è adatto per il taglio di materiali plastici di grandi dimensioni (come lega di alluminio, lega di rame, lega a base di nichel, acciaio di plastica di grandi dimensioni, ecc.), poiché il taglio di questi metalli produrrà seri noduli di trucioli e il deterioramento della superficie di lavorazione.

3. Materiale per utensili in ceramica

Lo strumento in ceramica ha le caratteristiche di elevata durezza, buona resistenza all'usura, buona resistenza al calore e stabilità chimica e non è facile da incollare con il metallo. Gli utensili da taglio in ceramica svolgono un ruolo molto importante nella lavorazione NC. Gli utensili da taglio in ceramica sono diventati uno degli strumenti principali per il taglio ad alta velocità e la lavorazione di materiali difficili. L'utensile in ceramica è ampiamente utilizzato nel taglio ad alta velocità, nel taglio a secco, nel taglio duro e nei materiali di lavorazione duri. L'utensile da taglio in ceramica può elaborare in modo efficiente i materiali ad alta durezza che gli utensili da taglio tradizionali non possono elaborare affatto, in modo da realizzare"rettifica mediante tornitura"; La migliore velocità di taglio dell'utensile da taglio in ceramica può essere 2 ~ 10 volte superiore a quella dell'utensile da taglio in metallo duro, migliorando così notevolmente l'efficienza di taglio; Le principali materie prime utilizzate per gli utensili da taglio in ceramica sono elementi abbondanti nella crosta terrestre. Pertanto, la divulgazione e l'applicazione di utensili da taglio in ceramica sono di grande importanza per migliorare la produttività, ridurre i costi di lavorazione e risparmiare metalli preziosi strategici. Inoltre promuoverà notevolmente il progresso della tecnologia di taglio.

⑴ Tipi di materiali per utensili in ceramica

I materiali per utensili in ceramica generalmente possono essere suddivisi in ceramiche a base di allumina, ceramiche a base di nitruro di silicio, ceramiche composite a base di allumina di nitruro di silicio tre categorie. I materiali ceramici per utensili a base di allumina e nitruro di silicio sono ampiamente utilizzati. Le prestazioni delle ceramiche a base di nitruro di silicio sono migliori di quelle delle ceramiche a base di allumina.

⑵ Le prestazioni e le caratteristiche degli utensili da taglio in ceramica

① Elevata durezza, buona resistenza all'usura: sebbene la durezza degli utensili da taglio in ceramica non sia elevata come PCD e PCBN, ma molto più elevata degli utensili in metallo duro e acciaio rapido, fino a 93-95HRA. Gli utensili da taglio in ceramica possono lavorare materiali molto duri che sono difficili da lavorare con gli utensili da taglio tradizionali. Sono adatti per il taglio ad alta velocità e il taglio duro.

② Resistenza alle alte temperature e buona resistenza al calore: gli utensili da taglio in ceramica possono ancora essere tagliati ad alte temperature superiori a 1200 ℃. L'utensile in ceramica ha buone proprietà meccaniche ad alta temperatura. La resistenza all'ossidazione dell'utensile in ceramica A12O3 è particolarmente buona. Il tagliente può essere utilizzato continuamente anche se è a fuoco rosso. Pertanto, l'utensile in ceramica può realizzare il taglio a secco, risparmiando così il fluido da taglio.

③ Buona stabilità chimica: lo strumento in ceramica non è facile da incollare con il metallo e la resistenza alla corrosione, una buona stabilità chimica, possono ridurre l'usura adesiva dello strumento.

(4) Basso coefficiente di attrito: l'utensile in ceramica e l'affinità del metallo sono piccoli, basso coefficiente di attrito, possono ridurre la forza di taglio e la temperatura di taglio.

⑶ Il coltello in ceramica ha un'applicazione

La ceramica è uno dei materiali per utensili principalmente utilizzati nella finitura e nella semifinitura ad alta velocità. L'utensile in ceramica è adatto per la lavorazione di tutti i tipi di ghisa (ghisa grigia, ghisa duttile, ghisa malleabile, ghisa fredda, ghisa ad alta lega resistente all'usura) e acciaio (acciaio strutturale al carbonio, acciaio strutturale legato, acciaio ad alta resistenza , acciaio ad alto tenore di manganese, acciaio temprato, ecc.), può essere utilizzato anche per tagliare leghe di rame, grafite, tecnopolimeri e materiali compositi.

Le proprietà del materiale per utensili in ceramica hanno una bassa resistenza alla flessione, scarsa resistenza all'impatto, non adatto per il taglio a bassa velocità, carico d'urto.

4. Materiale per utensili di rivestimento

Il rivestimento dell'utensile è uno dei modi importanti per migliorare le prestazioni dell'utensile. L'aspetto dell'utensile di rivestimento fa un grande passo avanti nelle prestazioni di taglio. L'utensile di rivestimento si trova sul corpo dell'utensile con una buona tenacità, rivestito con uno o più strati di composti refrattari con buona resistenza all'usura, combina la matrice dell'utensile con un rivestimento duro, in modo da migliorare notevolmente le prestazioni dell'utensile. Lo strumento di rivestimento può migliorare l'efficienza di lavorazione, migliorare la precisione di lavorazione, prolungare la durata dell'utensile e ridurre i costi di lavorazione.