Atualmente, a indústria de processamento de máquinas da China está se desenvolvendo rapidamente e alguns materiais difíceis de cortar são amplamente utilizados na indústria de materiais e na indústria de máquinas de precisão.Para atender às necessidades de desenvolvimento da moderna indústria de processamento de máquinas, precisamos usar algumas ferramentas com alta resistência e boa tenacidade.Portanto, ferramentas de materiais duros são gradualmente aplicadas à indústria de processamento mecânico.Este artigo enfoca a aplicação de ferramentas de materiais duros na usinagem visando o desenvolvimento de ferramentas de materiais duros, de forma a fornecer referência mútua para amigos do mesmo setor.
Com o rápido desenvolvimento da moderna tecnologia de fabricação e a acirrada competição de mercado, os requisitos da indústria de fabricação mecânica para peças de equipamentos mecânicos também estão aumentando, especialmente para o desempenho estrutural de peças mecânicas.Portanto, novos materiais com diversas propriedades têm surgido gradativamente na sociedade.Esses novos materiais não apenas representam um sério desafio para as ferramentas de usinagem tradicionais, mas também são bastante difíceis de processar.Neste momento, ferramentas de corte avançadas tornaram-se a chave para o desenvolvimento da indústria de processamento mecânico, e ferramentas de materiais duros foram, sem dúvida, aplicadas ao processamento mecânico moderno.
1. História de desenvolvimento de ferramentas de materiais duros
Na década de 1950, os cientistas americanos utilizaram diamante sintético, ligação e pó de carboneto de boro como matérias-primas, reagiram sob alta temperatura e pressão e bloquearam o bloco policristalino sinterizado como material principal da ferramenta.Após a década de 1970, as pessoas desenvolveram gradualmente materiais de chapa composta, que são produzidos pela combinação de diamante e metal duro, ou nitreto de boro e metal duro.Nesta tecnologia, o metal duro é considerado o substrato, e uma camada de diamante é formada na superfície do substrato por prensagem ou sinterização.O diamante tem cerca de 0,5 a 1 mm de espessura.Esses materiais podem não apenas melhorar a resistência à flexão dos materiais, mas também resolver efetivamente o problema de que os materiais tradicionais não são fáceis de soldar.Isso promoveu a entrada da ferramenta de material duro na fase de aplicação.
2. Aplicação de ferramentas de materiais duros na usinagem
(1) Aplicação de ferramentas diamantadas de cristal único
O diamante de cristal único é geralmente dividido em diamante sintético e diamante natural.Geralmente, se o diamante de cristal único for usado para fazer a ferramenta, é necessário selecionar o diamante com tamanho de partícula maior, massa maior que 0,1 g e comprimento de diâmetro maior que 3 mm.Atualmente, o diamante natural é o material mais duro dos minerais.Não só tem boa resistência ao desgaste, mas também a ferramenta feita com ele é muito afiada.Ao mesmo tempo, possui alta resistência de adesão e baixa condutividade térmica.A ferramenta processada é suave e de boa qualidade.Ao mesmo tempo, a ferramenta feita de diamante natural tem durabilidade muito boa e vida útil relativamente longa.Além disso, ao cortar por muito tempo, dificilmente afetará o processamento das peças.A condutividade térmica relativamente baixa pode ter um bom efeito na prevenção da deformação das peças.
O diamante natural tem muitas vantagens.Embora essas vantagens sejam caras, elas podem atender aos requisitos de muitas operações de corte de alta precisão e são amplamente utilizadas em corte de precisão e corte de ultraprecisão.Tal como espelhos refletores que utilizam reatores atômicos e outras tecnologias avançadas, bem como giroscópios de navegação terrestre usados em mísseis ou foguetes, bem como algumas peças de relógios, acessórios de metal, etc., aplicaram esta tecnologia.
(2) Aplicação de ferramentas de diamante policristalino
O diamante policristalino é geralmente chamado de diamante sinterizado.O uso de diamante policristalino para metais como o cobalto, através de condições de alta temperatura e alta pressão, transformará muito pó de cristal único de diamante policristalino em um, formando assim um material de ferramenta policristalino.A dureza do diamante policristalino é inferior à do diamante natural.No entanto, é formado por uma variedade de pó de diamante, e não há caso em que diferentes planos de cristal tenham diferentes resistências e durezas.Ao cortar, a aresta de corte feita de diamante policristalino apresenta uma resistência muito alta a danos acidentais e boa resistência ao desgaste.Pode manter a ponta afiada por um tempo relativamente longo.Ao mesmo tempo, pode usar velocidade de corte relativamente rápida durante a usinagem.Em comparação com as ferramentas de metal duro WC, as ferramentas de diamante policristalino têm vida útil mais longa, acesso mais fácil a materiais sintéticos e preços mais baixos.
(3) Aplicação de diamante CVD
O material da ferramenta do diamante CVD é processado sob baixa pressão, o que é a maior diferença da tecnologia tradicional PSC e da tecnologia PDC.O diamante CVD não contém nenhum componente catalisador.Embora seja semelhante ao diamante natural em algumas propriedades, ainda é igual ao diamante policristalino nos materiais, ou seja, os grãos da composição estão dispostos desordenadamente, não possuem superfície de clivagem quebradiça e possuem as mesmas propriedades entre as superfícies.Em comparação com as ferramentas fabricadas pela tecnologia tradicional, as ferramentas fabricadas pela tecnologia de diamante CVD têm mais vantagens, como formato de ferramenta mais complexo, menor custo de produção e múltiplas lâminas da mesma lâmina.
(4) Aplicação de nitreto cúbico de boro policristalino
O nitreto cúbico de boro policristalino (PCBN) é uma ferramenta de material duro muito comum, cada vez mais utilizada na usinagem.A ferramenta fabricada com esta tecnologia possui excelente dureza e resistência ao desgaste.Não só pode ser usado em temperaturas relativamente altas, mas também possui excelente resistência à corrosão e condutividade térmica.Em comparação com as ferramentas PCD e PDC, as ferramentas de nitreto cúbico de boro policristalino ainda são inferiores em resistência ao desgaste, mas podem ser usadas normalmente a 1200 ℃ e podem suportar certa corrosão química!
Atualmente, o nitreto cúbico de boro policristalino é usado principalmente na fabricação de automóveis, como motores de automóveis, eixos de transmissão e discos de freio.Além disso, cerca de um quinto do processamento de equipamentos pesados também utiliza esta tecnologia.Nos últimos anos, com o desenvolvimento da tecnologia informática e da tecnologia de máquinas-ferramenta CNC, a aplicação de nitreto cúbico de boro policristalino tornou-se cada vez mais difundida e, com a implementação de conceitos avançados de usinagem, como corte em alta velocidade, torneamento em vez de retificação, a ferramenta o material de nitreto cúbico de boro policristalino desenvolveu-se gradualmente em um material importante no processamento moderno de torneamento.
3. Resumo
A aplicação de ferramentas de materiais duros na usinagem não só melhora a qualidade e a eficiência da usinagem, mas também desempenha um papel vital no desenvolvimento da indústria de processamento mecânico.Portanto, para promover o desenvolvimento da indústria de processamento mecânico, é necessário fortalecer continuamente a pesquisa de ferramentas de materiais duros, compreender plenamente o conhecimento relacionado às ferramentas de materiais duros e fortalecer a prática de aplicação, não apenas para melhorar a qualidade de pessoal, mas também para fortalecer a aplicação da ciência e tecnologia na melhoria de ferramentas de materiais duros, de modo a realizar o salto no desenvolvimento da indústria de processamento mecânico.
Horário da postagem: 03/06/2019