Moderne skæreværktøjsmaterialer har oplevet mere end 100 års udviklingshistorie fra kulstofværktøjsstål til højhastighedsværktøjsstål,cementeret hårdmetal, keramisk værktøjogsuperhårde værktøjsmaterialer. I anden halvdel af 1700-tallet var det oprindelige værktøjsmateriale hovedsageligt kulstofværktøjsstål. For på det tidspunkt blev det brugt som det hårdeste materiale, der kunne bearbejdes til skærende værktøjer. Men på grund af dens meget lave varmebestandige temperatur (under 200°C) har kulstofværktøjsstål den ulempe, at de er umiddelbart og fuldstændig matte på grund af skærevarme, når der skæres ved høje hastigheder, og skæreområdet er begrænset. Derfor ser vi frem til værktøjsmaterialer, der kan skæres ved høje hastigheder. Materialet, der kommer frem for at afspejle denne forventning, er højhastighedsstål.
Højhastighedsstål, også kendt som frontstål, blev udviklet af amerikanske videnskabsmænd i 1898. Det er ikke så meget, at det indeholder mindre kulstof end kulstofværktøjsstål, men at wolfram er tilsat. På grund af hårdt wolframcarbids rolle reduceres dets hårdhed ikke under høje temperaturforhold, og fordi det kan skæres med en hastighed, der er meget højere end skærehastigheden for kulstofværktøjsstål, kaldes det højhastighedsstål. Fra 1900~-1920 dukkede højhastighedsstål med vanadium og kobolt op, og dets varmebestandighed blev øget til 500~600 °C. Skærehastigheden for skærestål når 30 ~ 40m/min, hvilket øges med næsten 6 gange. Siden da, med serialiseringen af dets bestanddele, er wolfram og molybdæn højhastighedsstål blevet dannet. Det er stadig meget brugt indtil nu. Fremkomsten af højhastighedsstål har forårsaget en
revolution inden for skærebearbejdning, hvilket i høj grad forbedrer produktiviteten af metalskæring og kræver en fuldstændig ændring af værktøjsmaskinens struktur for at tilpasse sig skæreydelseskravene for dette nye værktøjsmateriale. Fremkomsten og videreudviklingen af nye værktøjsmaskiner har til gengæld ført til udvikling af bedre værktøjsmaterialer, og værktøj er blevet stimuleret og udviklet. Under de nye produktionsteknologiske forhold har højhastighedsstålværktøjer også problemet med at begrænse værktøjets holdbarhed på grund af skærevarme, når der skæres ved høj hastighed. Når skærehastigheden når 700 °C, højhastighedsstålet
spidsen er helt sløv, og ved skærehastigheden over denne værdi er det fuldstændig umuligt at skære. Som et resultat heraf er der opstået hårdmetalværktøjsmaterialer, der opretholder tilstrækkelig hårdhed under højere skæretemperaturforhold end ovenstående, og som kan skæres ved højere skæretemperaturer.
Bløde materialer kan skæres med hårde materialer, og for at skære hårde materialer er det nødvendigt at bruge materialer, der er hårdere end det. Det hårdeste stof på Jorden i øjeblikket er diamant. Selvom naturlige diamanter længe er blevet opdaget i naturen, og de har en lang historie med at bruge dem som skærende værktøjer, er syntetiske diamanter også blevet syntetiseret med succes så tidligt som i begyndelsen af 50'erne af det 20. århundrede, men den reelle brug af diamanter til at gøre bredtmaterialer til industrielt skærende værktøjer stadig et spørgsmål om de seneste årtier.
På den ene side, med udviklingen af moderne rumteknologi og rumfartsteknologi, bliver brugen af moderne ingeniørmaterialer mere og mere udbredt, selvom det forbedrede højhastighedsstål, hårdmetal ognye keramiske værktøjsmaterialerved skæring af traditionelle forarbejdningsemner er skærehastigheden og skæreproduktiviteten fordoblet eller endda snesevis af gange øget, men når de bruges til at behandle ovennævnte materialer, er holdbarheden af værktøjet og skæreeffektiviteten stadig meget lav, og skærekvaliteten er vanskelig for at garantere, nogle gange endda ude af stand til at behandle, behovet for at bruge skarpere og mere slidstærke værktøjsmaterialer.
På den anden side med den hurtige udvikling af modernemaskinfremstillingog forarbejdningsindustrien, den brede anvendelse af automatiske værktøjsmaskiner, computernumerisk kontrol (CNC) bearbejdningscentre og ubemandede bearbejdningsværksteder, for yderligere at forbedre bearbejdningsnøjagtigheden, reducere værktøjsskiftetiden og forbedre bearbejdningseffektiviteten, stilles flere og mere presserende krav. lavet til at have mere holdbare og stabile værktøjsmaterialer. I dette tilfælde har diamantværktøjer udviklet sig hurtigt, og på samme tid har udviklingen afdiamantværktøjsmaterialerer også blevet stærkt fremmet.
Diamantværktøjsmaterialerhar en række fremragende egenskaber med høj forarbejdningsnøjagtighed, hurtig skærehastighed og lang levetid. For eksempel kan brugen af Compax-værktøjer (polykrystallinsk diamantkompositplade) sikre behandlingen af titusindvis af silicium-aluminiumlegeringsstempelringdele, og deres værktøjsspidser er stort set uændrede; Bearbejdning af flyaluminiumsbjælker med Compax fræsere med stor diameter kan nå skærehastigheder på op til 3660 m/min; Disse er uforlignelige med hårdmetalværktøjer.
Ikke kun det, brugen afdiamantværktøjsmaterialerkan også udvide forarbejdningsområdet og ændre den traditionelle forarbejdningsteknologi. Tidligere kunne spejlbehandling kun bruge slibe- og poleringsprocessen, men nu kan ikke kun naturlige enkeltkrystal diamantværktøjer, men også i nogle tilfælde også bruges PDC superhårde kompositværktøjer til superpræcision tætskæring for at opnå drejning i stedet for at male. Med anvendelse afsuperhårde værktøjer, er der opstået nogle nye koncepter inden for bearbejdning, såsom brugen af PDC-værktøjer, den begrænsende drejehastighed er ikke længere værktøjet, men værktøjsmaskinen, og når drejehastigheden overstiger en vis hastighed, gør emnet og værktøjet ikke varme. Implikationerne af disse banebrydende koncepter er dybtgående og tilbyder ubegrænsede muligheder for den moderne bearbejdningsindustri.
Indlægstid: Nov-02-2022
