Съвременните материали за режещи инструменти са преживели повече от 100 години история на развитие от въглеродна инструментална стомана до високоскоростна инструментална стомана,циментиран карбид, керамичен инструментисвръхтвърди инструментални материали. През втората половина на 18-ти век оригиналният инструментален материал е предимно въглеродна инструментална стомана. Защото по това време той е бил използван като най-твърдият материал, който може да бъде обработен в режещи инструменти. Въпреки това, поради много ниската си топлоустойчива температура (под 200°C), въглеродните инструментални стомани имат недостатъка да бъдат незабавно и напълно тъпи поради топлината на рязане при рязане при високи скорости и диапазонът на рязане е ограничен. Затова очакваме с нетърпение инструментални материали, които могат да се режат при високи скорости. Материалът, който се появява, за да отрази това очакване, е бързорежеща стомана.
Бързорежещата стомана, известна още като предна стомана, е разработена от американски учени през 1898 г. Не толкова, че съдържа по-малко въглерод от въглеродната инструментална стомана, а че е добавен волфрам. Поради ролята на твърдия волфрамов карбид, неговата твърдост не се намалява при условия на висока температура и тъй като може да се реже със скорост, много по-висока от скоростта на рязане на въглеродната инструментална стомана, тя се нарича бързорежеща стомана. От 1900~-1920 г. се появява бързорежеща стомана с ванадий и кобалт и нейната устойчивост на топлина е увеличена до 500~600 °C. Скоростта на рязане на стомана достига 30 ~ 40 m / min, което се увеличава почти 6 пъти. Оттогава, със сериализирането на съставните му елементи, се образуват бързорежещи стомани от волфрам и молибден. Все още се използва широко и досега. Появата на бързорежеща стомана е причинила a
революция в обработката на рязане, значително подобряване на производителността на рязане на метал и изискваща пълна промяна в структурата на машинния инструмент, за да се адаптира към изискванията за ефективност на рязане на този нов инструментален материал. Появата и по-нататъшното развитие на нови машинни инструменти от своя страна доведе до разработването на по-добри материали за инструменти и инструментите бяха стимулирани и развити. При новите условия на производствена технология, инструментите от бързорежеща стомана също имат проблема с ограничаването на издръжливостта на инструмента поради топлината на рязане при рязане с висока скорост. Когато скоростта на рязане достигне 700 °C, бързорежещата стомана
върхът е напълно тъп и при скорост на рязане над тази стойност е напълно невъзможно да се среже. В резултат на това се появиха карбидни инструменти, които поддържат достатъчна твърдост при условия на по-висока температура на рязане от горните и могат да се режат при по-високи температури на рязане.
Меките материали могат да се режат с твърди материали, а за да се режат твърди материали, е необходимо да се използват материали, които са по-твърди от него. Най-твърдото вещество на Земята в момента е диамантът. Въпреки че естествените диаманти отдавна са открити в природата и те имат дълга история на използването им като режещи инструменти, синтетичните диаманти също са били успешно синтезирани още в началото на 50-те години на 20-ти век, но истинската употреба на диаманти за широко производствоматериали за индустриални режещи инструментивсе още е въпрос на последните десетилетия.
От една страна, с развитието на съвременните космически технологии и аерокосмическата технология, използването на съвременни инженерни материали става все по-изобилно, въпреки че подобрената бързорежеща стомана, циментиран карбид инови керамични инструменти инструментипри рязането на детайли за традиционна обработка скоростта на рязане и производителността на рязане се удвоиха или дори десетки пъти се увеличиха, но когато се използват за обработка на горните материали, издръжливостта на инструмента и ефективността на рязане все още са много ниски и качеството на рязане е трудно за гарантиране, понякога дори невъзможност за обработка, необходимостта от използване на по-остри и по-устойчиви на износване материали за инструменти.
От друга страна, с бурното развитие на съврпроизводство на машинии преработващата промишленост, широкото приложение на автоматични металорежещи машини, обработващи центрове с компютърно цифрово управление (CNC) и цехове за машинна обработка без персонал, за да се подобри допълнително точността на обработката, да се намали времето за смяна на инструмента и да се подобри ефективността на обработката, все по-спешни изисквания са направени да имат по-издръжливи и стабилни материали за инструменти. В този случай диамантените инструменти са се развили бързо и в същото време развитието наматериали за диамантени инструментисъщо е силно популяризиран.
Материали за диамантени инструментиимат серия от отлични свойства, с висока точност на обработка, бърза скорост на рязане и дълъг експлоатационен живот. Например, използването на инструменти Compax (поликристален диамантен композитен лист) може да осигури обработката на десетки хиляди части от бутални пръстени от силициева алуминиева сплав и техните върхове на инструмента са основно непроменени; Обработката на алуминиеви греди на самолети с фрези Compax с голям диаметър може да достигне скорости на рязане до 3660m/min; Те са несравними с твърдосплавните инструменти.
Не само това, използването наматериали за диамантени инструментиможе също да разшири полето за обработка и да промени традиционната технология за обработка. В миналото огледалната обработка можеше да използва само процеса на шлайфане и полиране, но сега не само инструменти с естествен монокристален диамант, но също така в някои случаи могат да се използват и PDC супертвърди композитни инструменти за супер прецизно близко рязане, за постигане на струговане вместо смилане. С приложението насупер твърди инструменти, някои нови концепции се появиха в областта на машинната обработка, като например използването на PDC инструменти, ограничаващата скорост на въртене вече не е инструментът, а машинният инструмент, и когато скоростта на въртене надвиши определена скорост, детайлът и инструментът правят не топлина. Последствията от тези новаторски концепции са дълбоки и предлагат неограничени перспективи за съвременната машинна индустрия.
Време на публикуване: 2 ноември 2022 г
