Anàlisi completa de propietats, característiques i aplicacions dels materials d'eines de tall superdurs

Anàlisi completa de propietats, característiques i aplicacions dels materials d'eines de tall superdurs

En els camps de la fabricació de precisió i el mecanitzat d'alta-velocitat, els materials d'eines superdurs s'han convertit en l'"arma" del mecanitzat de precisió a causa del seu excel·lent rendiment. Aquest article començarà amb dos materials súper durs principals - el diamant i el nitrur de bor cúbic (CBN), que us mostrarà la força del nucli dur de les "dents industrials" a partir dels seus tipus, propietats i escenaris d'aplicació!

Ⅰ. Eines de tall de diamant: el "rei de la duresa" a la natura

El diamant és un isòmer del carboni amb una microduresa de 10000HV, la qual cosa el converteix en la substància més dura coneguda a la natura. Les seves eines de tall són conegudes per la seva alta duresa, gran resistència al desgast, baix coeficient de fricció i excel·lent conductivitat tèrmica, cosa que les converteix en l'"arma definitiva" per processar metalls no-ferrosos i materials no{{3}metàl·lics.

 

1. Els tres tipus principals d'eines de tall de diamant
(1) Eines de tall de diamants naturals

• El "rei del mecanitzat de precisió" amb cent anys d'història, amb un radi d'avantguarda de fins a 0,002 μm, pot aconseguir un tall ultra-fins i una rugositat superficial extremadament baixa, la qual cosa la converteix en una eina insubstituïble en camps com l'aeroespacial i l'òptica.

 

(2) Eines de tall PCD (Diamant Policristal·lí).

• Després de l'avenç de la tecnologia de síntesi d'alta-temperatura i alta-pressió a la dècada de 1970, les fulles de PCD es van convertir en el corrent principal de la indústria amb un baix cost i una alta resistència al desgast. Les seves fonts de matèries primeres són abundants i el seu preu és només d'1/10 a 1/50 del diamant natural. S'utilitza àmpliament en el tall de precisió de metalls no-ferrosos com l'alumini i el coure.

 

(3) Eines de tall de diamant CVD

• Sintetitzada per deposició química de vapor sobre substrats heterogenis, l'estructura és coherent amb el diamant natural i combina els avantatges del monocristal i el policristalí. Ha sorgit en camps com el processament de la fusta i els semiconductors.

 

2. Característiques de rendiment: dur, ràpid, estable, precís
(1) Duresa i resistència al desgast:

• La duresa del diamant natural és de 10 a 100 vegades la dels aliatges durs, millorant significativament la vida útil de l'eina.

 

(2) Baix coeficient de fricció:

• coeficient de fricció extremadament baix amb metalls no-ferrosos, força de tall baixa i deformació mínima.

(3) Fil de tall ultra afilat:

• El radi de tall de diamant natural pot arribar als 0,002 m, donant suport al mecanitzat d'ultra precisió.

(4) Alta conductivitat tèrmica:

• La calor de tall es dissipa ràpidament, la temperatura de l'eina és baixa, el coeficient d'expansió tèrmica és petit i l'estabilitat dimensional és excel·lent.

 

3. Escenaris d'aplicació:
(1) Tall de precisió d'alta velocitat:

• materials resistents al desgast-com ara aliatge d'alumini silici, fibra de vidre, ceràmica, etc.

(2) Procés d'acabat:

• Poliment de la superfície de metalls no-ferrosos.

(3) Limitacions:

• Poca estabilitat tèrmica. La duresa disminueix bruscament quan la temperatura de tall supera els 700-800 graus. No apte per a la interacció entre àtoms de diamant (carboni) i ferro a altes temperatures en metalls negres, ja que els àtoms de carboni es transformaran en estructures de grafit i l'eina de tall és propensa a danys.

 

Ⅱ. Nitrur de bor cúbic (CBN): la "guerra d'alta temperatura" dels metalls negres

1. Dos tipus principals d'eines de tall de nitrur de bor cúbic
(1) Fulla de PCBN integrada

Tot el cos està sinteritzat a partir de CBN policristalí, adequat per al mecanitzat d'alta -velocitat amb grans quantitats de tall, com ara el tornejat dur d'engranatges d'automòbil després de l'extinció.

 

(2) Fulla composta PCBN
Compost de capa de PCBN de 0,5-1,0 mm de gruix sobre substrat d'aliatge dur, equilibrant la duresa i la resistència al desgast, àmpliament utilitzat en el mecanitzat de precisió d'acer de coixinets i acer de motlle.

 

 

2. Característiques de rendiment:
(1) Alta duresa i resistència al desgast: la duresa és propera al diamant, adequada per processar materials d'alta duresa (com ara l'acer tret).

 

(2) Estabilitat tèrmica ultra alta: la resistència a la calor arriba als 1400 ~ 1500 graus, que és el doble de la del diamant i admet un tall d'alta velocitat -.

 

(3) Inercia química: sense reacció amb materials a base de ferro-a 1200-1300 graus, evitant un desgast greu.

 

(4) Bona conductivitat tèrmica: la conductivitat tèrmica és la segona només per darrere del diamant, superant-la amb escreix d'acer ràpid i aliatge dur.

 

(5) Baix coeficient de fricció: baixa força de tall, alta qualitat superficial.

 

 

3. Escenari d'aplicació: La "némesi" de l'acer tret i el ferro colat dur
(1) Processament de materials difícils de tallar:

acer tret, ferro colat dur, aliatges d'{0}altes temperatures, materials amb polvorització superficial

 

(2) Mecanitzat d'alta precisió:

Alta precisió, amb una rugositat superficial tan baixa com Ra0,20 m.

 

(3) Limitacions:

Tenacitat baixa, no apte per a mecanitzats en brut a baixes velocitats i càrregues d'impacte elevats. El tall de materials plàstics com ara aliatges d'alumini, aliatges de coure, etc. és propens a l'acumulació d'encenalls.

 

Ⅲ. Guia de selecció d'eines de tall superdures

1. Eines de tall de diamants:

Es dóna prioritat al mecanitzat d'alta-precisió de metalls no fèrrics i no metalls, i es requereix un control estricte de la temperatura de tall.

 

2. Eines de tall de nitrur de bor cúbic:

especialitzat en el mecanitzat-d'alta velocitat de metalls negres i materials durs, especialment adequat per a acer tret i ferro colat.

 

Ⅳ. Conclusió

 

Des de la "precisió màxima" del diamant fins a la "sensació d'alta-temperatura" de PCBN, els materials d'eines superdurs superen constantment els límits de processament. Ja sigui en els camps de l'aeroespacial, la fabricació d'automòbils o els xips electrònics, tots són forces bàsiques que impulsen el progrés industrial. En el futur, amb l'avenç de la ciència dels materials, les eines de tall superdures segurament desbloquejaran més possibilitats!

 

Els materials súper durs s'utilitzen àmpliament. Les eines de diamant i les eines CBN produïdes per la nostra empresa són una petita part de tot el camp d'eines de material superdur.