Съвременните материали за режещи инструменти имат над 100 години история на развитие, започвайки от въглеродна инструментална стомана до бързорежеща инструментална стомана.циментиран карбид, керамичен инструментисвръхтвърди инструментални материалиПрез втората половина на 18-ти век оригиналният инструментален материал е бил предимно въглеродна инструментална стомана. Защото по това време тя се е използвала като най-твърдия материал, който може да се обработва в режещи инструменти. Въпреки това, поради много ниската си термоустойчива температура (под 200°C), въглеродните инструментални стомани имат недостатъка да се затъпяват незабавно и напълно поради топлината на рязане при рязане с високи скорости, а диапазонът на рязане е ограничен. Следователно, ние очакваме с нетърпение инструментални материали, които могат да се режат с високи скорости. Материалът, който се появява, за да отговори на това очакване, е бързорежещата стомана.
Високоскоростната стомана, известна още като предна стомана, е разработена от американски учени през 1898 г. Не е толкова важно, че съдържа по-малко въглерод от въглеродната инструментална стомана, колкото че е добавен волфрам. Поради ролята на твърдия волфрамов карбид, твърдостта ѝ 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 високоскоростна стомана. От 1900 до 1920 г. се появяват високоскоростни стомани с ванадий и кобалт, а тяхната топлоустойчивост се увеличава до 500~600 °C. Скоростта на рязане на режещата стомана достига 30~40 м/мин, което е увеличение близо 6 пъти. Оттогава, с разделянето на съставните ѝ елементи, се образуват високоскоростни стомани с волфрам и молибден. Те все още се използват широко. Появата на високоскоростна стомана е причинила...
революция в обработката на рязане, значително подобрявайки производителността на металообработването и изисквайки пълна промяна в структурата на машинния инструмент, за да се адаптира към изискванията за режещи характеристики на този нов инструментален материал. Появата и по-нататъшното развитие на нови машинни инструменти от своя страна доведе до разработването на по-добри инструменти и инструментите бяха стимулирани и развити. При новите условия на производствената технология, инструментите от бързорежеща стомана също имат проблема с ограничаването на издръжливостта на инструмента поради топлината от рязане при рязане с висока скорост. Когато скоростта на рязане достигне 700 °C, бързорежещата стомана
Върхът е напълно затъпен и при скорост на рязане над тази стойност е напълно невъзможно да се реже. В резултат на това са се появили карбидни инструментални материали, които поддържат достатъчна твърдост при по-високи температури на рязане от горепосочените 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 са открити отдавна в природата и имат дълга история на използване като режещи инструменти, синтетичните диаманти също са успешно синтезирани още в началото на 50-те години на 20-ти век, но истинското използване на диамантите за широко производство...материали за промишлени режещи инструментивсе още е въпрос на последните десетилетия.
От една страна, с развитието на съвременните космически технологии и аерокосмически технологии, използването на съвременни инженерни материали става все по-обилно, въпреки че подобрената високоскоростна стомана, циментираният карбид инови керамични инструментиПри рязането на традиционни обработваеми детайли, скоростта на рязане и производителността на рязане се увеличават два пъти или дори десетки пъти, но когато се използват за обработка на гореспоменатите материали, издръжливостта на инструмента и ефективността на рязане все още са много ниски, а качеството на рязане е трудно да се гарантира, понякога дори не е възможно да се обработи, поради което е необходимо да се използват по-остри и по-устойчиви на износване инструменти.
От друга страна, с бързото развитие на съвременнотопроизводство на машинии преработвателната промишленост, широкото приложение на автоматични машинни инструменти, обработващи центрове с цифрово програмно управление (CNC) и безпилотни обработващи работилници, с цел допълнително подобряване на точността на обработка, намаляване на времето за смяна на инструментите и подобряване на ефективността на обработката, се появяват все по-спешни изисквания за по-издръжливи и стабилни материали за инструменти. В този случай диамантените инструменти се развиват бързо и едновременно с това се развиват...материали за диамантени инструментисъщо е бил силно популяризиран.
Материали за диамантени инструментипритежават 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 гарантира обработката на десетки хиляди части от бутални пръстени от силициево-алуминиева сплав, без върховете на инструментите им да останат практически непроменени; обработката на алуминиеви лонжерони за самолети с фрези Compax с голям диаметър може да достигне скорости на рязане до 3660 м/мин; това са несравними с карбидните инструменти.
Не само това, използването наматериали за диамантени инструментиможе също да разшири полето на обработка и да промени традиционната технология за обработка. В миналото огледалната обработка можеше да използва само процеса на шлифоване и полиране, но сега не само инструменти от естествени монокристали диаманти, но в някои случаи могат да се използват и инструменти от свръхтвърди композитни материали PDC за свръхпрецизно рязане, за да се постигне струговане вместо шлифоване. С прилагането насвръхтвърди инструменти, в областта на машинната обработка се появиха някои нови концепции, като например използването на PDC инструменти, при които ограничаващата скорост на въртене вече не е инструментът, а машинният инструмент, и когато скоростта на въртене надвиши определена скорост, детайлът и инструментът не се нагряват. Последиците от тези новаторски концепции са дълбоки и предлагат неограничени перспективи за съвременната машинна индустрия.
Време на публикуване: 02 ноември 2022 г.
