Hiện nay, ngành công nghiệp gia công máy móc của Trung Quốc đang phát triển nhanh chóng và một số vật liệu khó cắt được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vật liệu và công nghiệp máy móc chính xác.Để đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành gia công máy móc hiện đại, chúng ta cần sử dụng một số dụng cụ có độ bền cao, độ dẻo dai tốt.Vì vậy, dụng cụ vật liệu cứng đang dần được ứng dụng vào ngành gia công cơ khí.Bài viết này tập trung vào việc ứng dụng các công cụ vật liệu cứng trong gia công nhằm phát triển các công cụ vật liệu cứng, nhằm cung cấp tài liệu tham khảo lẫn nhau cho bạn bè trong cùng ngành.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sản xuất hiện đại và sự cạnh tranh khốc liệt của thị trường, yêu cầu của ngành sản xuất cơ khí đối với các bộ phận thiết bị cơ khí cũng ngày càng cao, đặc biệt là về hiệu suất kết cấu của các bộ phận cơ khí.Vì vậy, những vật liệu mới với nhiều tính chất đa dạng đã dần xuất hiện trong xã hội.Những vật liệu mới này không chỉ đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với các công cụ gia công truyền thống mà còn khá khó gia công.Vào thời điểm này, các công cụ cắt tiên tiến đã trở thành chìa khóa cho sự phát triển của ngành gia công cơ khí, và các công cụ vật liệu cứng chắc chắn đã được áp dụng vào gia công cơ khí hiện đại.
1. Lịch sử phát triển của công cụ vật liệu cứng
Vào những năm 1950, các nhà khoa học Mỹ đã lấy bột kim cương tổng hợp, liên kết và boron cacbua làm nguyên liệu thô, phản ứng dưới nhiệt độ và áp suất cao, và khối đa tinh thể thiêu kết làm vật liệu chính của dụng cụ.Sau những năm 1970, người ta dần dần phát triển vật liệu tấm composite, được sản xuất bằng cách kết hợp kim cương và cacbua xi măng, hoặc boron nitrit và cacbua xi măng.Trong công nghệ này, cacbua xi măng được coi là chất nền và một lớp kim cương được hình thành trên bề mặt chất nền bằng cách ép hoặc thiêu kết.Viên kim cương dày khoảng 0,5 đến 1 mm.Những vật liệu như vậy không chỉ có thể cải thiện khả năng chống uốn của vật liệu mà còn giải quyết hiệu quả vấn đề vật liệu truyền thống không dễ hàn.Điều này đã thúc đẩy công cụ vật liệu cứng bước vào giai đoạn ứng dụng.
2. Ứng dụng dụng cụ vật liệu cứng trong gia công
(1) Ứng dụng công cụ kim cương đơn tinh thể
Kim cương đơn tinh thể thường được chia thành kim cương tổng hợp và kim cương tự nhiên.Nói chung, nếu sử dụng kim cương đơn tinh thể để chế tạo dụng cụ thì cần chọn viên kim cương có kích thước hạt lớn hơn, khối lượng lớn hơn 0,1 g và chiều dài đường kính lớn hơn 3 mm.Hiện nay, kim cương tự nhiên là vật liệu cứng nhất trong các khoáng chất.Nó không chỉ có khả năng chống mài mòn tốt mà dụng cụ làm từ nó còn rất sắc bén.Đồng thời, nó có khả năng chống bám dính cao và độ dẫn nhiệt thấp.Công cụ được xử lý trơn tru và có chất lượng tốt.Đồng thời, dụng cụ làm bằng kim cương tự nhiên có độ bền rất tốt và tuổi thọ sử dụng tương đối dài.Ngoài ra, khi cắt trong thời gian dài sẽ khó ảnh hưởng đến quá trình gia công chi tiết.Độ dẫn nhiệt tương đối thấp có thể có tác dụng tốt trong việc ngăn ngừa sự biến dạng của các bộ phận.
Kim cương tự nhiên có nhiều ưu điểm.Mặc dù những ưu điểm này đắt tiền nhưng chúng có thể đáp ứng yêu cầu của nhiều thao tác cắt có độ chính xác cao và được sử dụng rộng rãi trong cắt chính xác và cắt siêu chính xác.Chẳng hạn như gương phản chiếu sử dụng lò phản ứng nguyên tử và các công nghệ tiên tiến khác, cũng như con quay hồi chuyển dẫn đường mặt đất sử dụng trên tên lửa hoặc tên lửa, cũng như một số bộ phận đồng hồ, phụ kiện kim loại, v.v., đã áp dụng công nghệ này.
(2) Ứng dụng công cụ kim cương đa tinh thể
Kim cương đa tinh thể thường được gọi là kim cương thiêu kết.Việc sử dụng kim cương đa tinh thể cho các kim loại như coban, thông qua điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, sẽ biến rất nhiều bột tinh thể kim cương đơn tinh thể thành một, do đó tạo thành vật liệu công cụ đa tinh thể.Độ cứng của kim cương đa tinh thể thấp hơn kim cương tự nhiên.Tuy nhiên, nó được hình thành bởi nhiều loại bột kim cương, và không có trường hợp nào các mặt phẳng tinh thể khác nhau có độ bền và độ cứng khác nhau.Khi cắt, lưỡi cắt làm bằng kim cương đa tinh thể có khả năng chống hư hỏng do tai nạn rất cao và chống mài mòn tốt.Nó có thể giữ cho lưỡi cắt sắc bén trong một thời gian tương đối dài.Đồng thời, nó có thể sử dụng tốc độ cắt tương đối nhanh khi gia công.So với các công cụ cacbua xi măng WC, công cụ kim cương đa tinh thể có tuổi thọ dài hơn, dễ dàng tiếp cận vật liệu tổng hợp hơn và giá thành thấp hơn.
(3) Ứng dụng kim cương CVD
Vật liệu dụng cụ của kim cương CVD được xử lý dưới áp suất thấp, đây là điểm khác biệt lớn nhất so với công nghệ PSC và công nghệ PDC truyền thống.Kim cương CVD không chứa bất kỳ thành phần xúc tác nào.Mặc dù nó giống với kim cương tự nhiên ở một số tính chất, nhưng nó vẫn giống như kim cương đa tinh thể về vật liệu, tức là các hạt thành phần được sắp xếp không trật tự, không có bề mặt phân cắt giòn và có cùng đặc tính giữa các bề mặt.So với các công cụ được chế tạo bằng công nghệ truyền thống, các công cụ được chế tạo bằng công nghệ kim cương CVD có nhiều ưu điểm hơn, chẳng hạn như hình dạng công cụ phức tạp hơn, chi phí sản xuất thấp hơn và có nhiều lưỡi dao trên cùng một lưỡi.
(4) Ứng dụng boron nitrit khối đa tinh thể
Boron nitride khối đa tinh thể (PCBN) là một công cụ vật liệu cứng rất phổ biến, ngày càng được sử dụng rộng rãi trong gia công.Công cụ được chế tạo bằng công nghệ này có độ cứng và khả năng chống mài mòn tuyệt vời.Nó không chỉ có thể được sử dụng ở nhiệt độ tương đối cao mà còn có khả năng chống ăn mòn và dẫn nhiệt tuyệt vời.So với các công cụ PCD và PDC, các công cụ boron nitrit khối đa tinh thể vẫn kém hơn về khả năng chống mài mòn, nhưng chúng có thể được sử dụng bình thường ở nhiệt độ 1200oC và có thể chịu được sự ăn mòn hóa học nhất định!
Hiện nay, boron nitrit khối đa tinh thể chủ yếu được sử dụng trong sản xuất ô tô, như động cơ ô tô, trục truyền động và đĩa phanh.Ngoài ra, khoảng 1/5 xử lý thiết bị nặng cũng sử dụng công nghệ này.Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ máy tính và công nghệ máy công cụ CNC, việc ứng dụng boron nitrit khối đa tinh thể ngày càng trở nên phổ biến và với việc thực hiện các khái niệm gia công tiên tiến như cắt, tiện tốc độ cao thay vì mài, công cụ vật liệu boron nitrit khối đa tinh thể đã dần phát triển thành vật liệu quan trọng trong gia công tiện hiện đại.
3. Tóm tắt
Việc ứng dụng các công cụ vật liệu cứng trong gia công không chỉ nâng cao chất lượng và hiệu quả gia công mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành gia công cơ khí.Vì vậy, để thúc đẩy sự phát triển của ngành gia công cơ khí, cần không ngừng tăng cường nghiên cứu các công cụ vật liệu cứng, hiểu đầy đủ các kiến thức liên quan đến công cụ vật liệu cứng, tăng cường thực hành ứng dụng chứ không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm. nhân viên mà còn tăng cường ứng dụng khoa học công nghệ trong việc cải tiến các công cụ vật liệu cứng, nhằm hiện thực hóa sự phát triển nhảy vọt của ngành gia công cơ khí.
Thời gian đăng: Jun-03-2019