Materialul superdur pentru scule se referă la materialul superdur care poate fi utilizat ca sculă așchietoare. În prezent, acesta poate fi împărțit în două categorii: material diamantat pentru scule așchietoare și material cu nitrură de bor cubică. Există cinci varietăți principale de materiale noi care au fost aplicate sau sunt în curs de testare.
(1) Diamant monocristalin mare, natural și artificial sintetic
(2) Lamă din polidiamant (PCD) și compozit polidiamant (PDC)
(3) Diamant CVD
(4) Amoniac cubic de bor policristalin (PCBN)
(5) Acoperire CVD cu amoniac cubic de bor
1, diamant monocristal mare, natural și sintetic
Diamantul natural are o structură cristalină uniformă, fără graniță internă a granulelor, astfel încât muchia sculei poate atinge teoretic netezimea și ascuțimea atomică, având o capacitate mare de tăiere, precizie ridicată și o forță de tăiere mică. Duritatea, rezistența la uzură și la coroziune, precum și stabilitatea chimică a diamantului natural asigură o durată lungă de viață a sculei, pot asigura o tăiere normală de lungă durată și reduc impactul uzurii sculei asupra preciziei pieselor prelucrate. Conductivitatea sa termică ridicată poate reduce temperatura de tăiere și deformarea termică a pieselor. Caracteristicile fine ale diamantului monocristalin natural de dimensiuni mari pot îndeplini majoritatea cerințelor de tăiere de precizie și ultra-precizie pentru materialele sculelor. Deși prețul său este ridicat, este încă recunoscut ca materialul ideal pentru scule de precizie și ultra-precizie, putând fi utilizat pe scară largă în prelucrarea reactoarelor nucleare și a altor tehnologii de înaltă tehnologie în domeniul oglinzilor, rachetelor și rachetelor, substraturilor de hard disk pentru computere, prelucrării de super-precizie a tunurilor de electroni acceleratoare, precum și în prelucrarea pieselor tradiționale de ceasuri, bijuterii, pixuri, prelucrarea de precizie a decorațiunilor metalice pentru ambalaje etc. În plus, poate fi utilizat și pentru fabricarea de bisturie oftalmologică, bisturie pentru chirurgia creierului, lame biologice ultra-subțiri și alte instrumente medicale. Dezvoltarea actuală a tehnologiei de înaltă temperatură și presiune face posibilă prepararea unui diamant monocristalin de dimensiuni mari. Avantajul acestui material diamantat constă în dimensiunea, forma și consistența sa bună, care nu se ating în cazul produselor cu diamante naturale. Din cauza lipsei de diamante naturale de dimensiuni mari și a prețului ridicat, materialul diamantat sintetic cu particule monocristalin de dimensiuni mari este utilizat în procesele de tăiere de ultra-precizie ca înlocuitor natural al diamantului monocristalin de dimensiuni mari, iar aplicațiile sale se vor dezvolta rapid.
2, diamantul policristalin (PCD) și lama compozită cu diamant policristalin (PDC), comparativ cu diamantul monocristalin mare ca material de scule, diamantul policristalin (PCD) și lama compozită cu diamant policristalin (PDC) prezintă următoarele avantaje: (1) aranjament dezordonat al granulelor, izotropitate, fără suprafață de clivaj. Prin urmare, nu diferă de diamantul monocristalin mare la diferite rezistențe și durități ale suprafeței cristaline.
Și rezistența la uzură este foarte diferită și, din cauza existenței suprafeței de clivaj, este fragilă.
(2) are rezistență ridicată, în special materialul sculei PDC datorită suportului matricei de carbură și are o rezistență ridicată la impact. Impactul va produce doar ruperea granulelor mici, nu prăbușirea mare a diamantului monocristal. Prin urmare, sculele PCD sau PDC nu numai că pot fi utilizate pentru tăiere de precizie și prelucrare semiprecizie obișnuită, dar pot fi utilizate și pentru prelucrări grosiere de mare amploare și prelucrări intermitente (cum ar fi frezarea etc.), ceea ce extinde considerabil gama de utilizare a materialelor pentru scule diamantate.
(3) Semifabricatul mare pentru scule PDC poate fi pregătit pentru a satisface nevoile sculelor de prelucrare mari, cum ar fi frezele.
(4) Se pot realiza forme specifice pentru a satisface nevoile diferitelor tipuri de prelucrare. Datorită îmbunătățirii țaglelor de scule PDC și a tehnologiilor de prelucrare, cum ar fi tăierea electrică cu scânteie, tehnologia de tăiere cu laser, pot fi prelucrate și formate țagle cu lame triunghiulare, herringbone, gable și alte forme speciale. Pentru a satisface nevoile sculelor speciale de tăiere, acestea pot fi proiectate și ca țagle de scule PDC înfășurate, sandwich și rulate.
(5) Performanța produsului poate fi proiectată sau prezisă, iar produsului i se conferă caracteristicile necesare pentru a se adapta utilizării sale specifice. De exemplu, selectarea materialului PDC cu granulație fină pentru scule poate îmbunătăți calitatea muchiei sculei; materialul PDC cu granulație grosieră poate îmbunătăți durabilitatea sculei.
În concluzie, odată cu dezvoltarea materialelor pentru scule PCD și PDC, aplicarea sculelor PCD și PDC s-a extins rapid în multe sectoare de producție.
Industria este utilizată pe scară largă în prelucrarea metalelor neferoase (aluminiu, aliaje de aluminiu, cupru, aliaje de cupru, aliaje de magneziu, aliaje de zinc etc.), carbură, ceramică, materiale nemetalice (plastic, cauciuc dur, tije de carbon, lemn, produse din ciment etc.), materiale compozite (cum ar fi plastic armat cu fibre CFRP, compozite cu matrice metalică MMC), prelucrarea prin tăiere, în special în industria automobilelor și a prelucrării lemnului, devenind o alternativă de înaltă performanță la carbura tradițională.
Data publicării: 27 martie 2025
