Phân tích đầy đủ tính chất, đặc điểm và ứng dụng của vật liệu dụng cụ cắt siêu cứng

Phân tích đầy đủ tính chất, đặc điểm và ứng dụng của vật liệu dụng cụ cắt siêu cứng

Trong lĩnh vực sản xuất chính xác và gia công{0}tốc độ cao, vật liệu dụng cụ siêu cứng đã trở thành "vũ khí" gia công chính xác nhờ hiệu suất tuyệt vời của chúng. Bài viết này sẽ bắt đầu với hai vật liệu siêu cứng phổ biến - kim cương và boron nitrit khối (CBN), giúp bạn tìm hiểu sức mạnh lõi cứng của "răng công nghiệp" từ loại, tính chất và kịch bản ứng dụng của chúng!

Ⅰ. Dụng cụ cắt kim cương: “vua độ cứng” trong tự nhiên

Kim cương là một đồng phân của carbon có độ cứng vi mô 10000HV, khiến nó trở thành chất cứng nhất được biết đến trong tự nhiên. Dụng cụ cắt của hãng này nổi tiếng với độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao, hệ số ma sát thấp và tính dẫn nhiệt tuyệt vời, khiến chúng trở thành "vũ khí tối thượng" để xử lý-kim loại màu và vật liệu phi kim loại.

 

1. Ba loại dụng cụ cắt kim cương chính
(1) Dụng cụ cắt kim cương tự nhiên

• "Ông vua gia công chính xác" với lịch sử hàng trăm năm, với bán kính lưỡi cắt lên tới 0,002 μ m, có thể đạt được khả năng cắt siêu mỏng và độ nhám bề mặt cực thấp, khiến nó trở thành công cụ không thể thay thế trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ và quang học.

 

(2) Dụng cụ cắt PCD (Kim cương đa tinh thể)

• Sau bước đột phá của công nghệ tổng hợp-nhiệt độ cao và áp suất- cao vào những năm 1970, lưỡi PCD đã trở thành xu hướng chủ đạo trong ngành với chi phí thấp và khả năng chống mài mòn cao. Nguồn nguyên liệu dồi dào, giá chỉ bằng 1/10 đến 1/50 kim cương tự nhiên. Nó được sử dụng rộng rãi trong việc cắt chính xác các kim loại màu-như nhôm và đồng.

 

(3) Dụng cụ cắt kim cương CVD

• Được tổng hợp bằng cách lắng đọng hơi hóa học trên chất nền không đồng nhất, cấu trúc phù hợp với kim cương tự nhiên và kết hợp các ưu điểm của tinh thể đơn và đa tinh thể. Nó đã nổi lên trong các lĩnh vực như chế biến gỗ và chất bán dẫn.

 

2. Đặc tính hoạt động: cứng, nhanh, ổn định, chính xác
(1) Độ cứng và khả năng chống mài mòn:

• Độ cứng của kim cương tự nhiên gấp 10-100 lần so với hợp kim cứng, cải thiện đáng kể tuổi thọ dụng cụ.

 

(2) Hệ số ma sát thấp:

• hệ số ma sát cực thấp với kim loại màu-, lực cắt thấp và biến dạng tối thiểu.

(3) Lưỡi cắt siêu sắc:

• Bán kính lưỡi cắt kim cương tự nhiên có thể đạt tới 0,002m, hỗ trợ gia công cực kỳ chính xác.

(4) Độ dẫn nhiệt cao:

• nhiệt cắt nhanh chóng tiêu tan, nhiệt độ dụng cụ thấp, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ và độ ổn định kích thước tuyệt vời.

 

3. Kịch bản ứng dụng:
(1) Cắt chính xác tốc độ cao:

• -vật liệu chống mài mòn như hợp kim nhôm silicon, sợi thủy tinh, gốm sứ, v.v.

(2) Quá trình hoàn thiện:

• Đánh bóng bề mặt của-kim loại màu.

(3) Hạn chế:

• Độ ổn định nhiệt kém. Độ cứng giảm mạnh khi nhiệt độ cắt vượt quá 700-800 độ. Không thích hợp cho sự tương tác giữa các nguyên tử kim cương (cacbon) và sắt ở nhiệt độ cao trong kim loại đen, vì nguyên tử cacbon sẽ chuyển hóa thành cấu trúc than chì và dụng cụ cắt dễ bị hư hỏng.

 

Ⅱ. Cubic Boron Nitride (CBN): 'Cuộc chiến nhiệt độ cao' của kim loại đen

1. Hai loại dụng cụ cắt boron nitride khối chính
(1) Lưỡi PCBN tích hợp

Toàn bộ thân được thiêu kết từ CBN đa tinh thể, thích hợp cho việc gia công tốc độ-cao với số lượng cắt lớn, chẳng hạn như quay cứng bánh răng ô tô sau khi tôi.

 

(2) Lưỡi composite PCBN
Tổ hợp lớp PCBN dày 0,5-1,0mm trên nền hợp kim cứng, cân bằng độ bền và chống mài mòn, được sử dụng rộng rãi trong gia công chính xác thép chịu lực và thép khuôn.

 

 

2. Đặc tính hiệu suất:
(1) Độ cứng và khả năng chống mài mòn cao: Độ cứng gần bằng kim cương, thích hợp để gia công các vật liệu có độ cứng cao (chẳng hạn như thép tôi).

 

(2) Độ ổn định nhiệt cực cao: Khả năng chịu nhiệt đạt 1400~1500 độ, gấp đôi so với kim cương và hỗ trợ cắt tốc độ cao.

 

(3) Độ trơ về mặt hóa học: Không phản ứng với vật liệu gốc sắt ở nhiệt độ 1200-1300 độ, tránh mài mòn nghiêm trọng.

 

(4) Độ dẫn nhiệt tốt: Độ dẫn nhiệt chỉ đứng sau kim cương, vượt xa Thép tốc độ và hợp kim cứng.

 

(5) Hệ số ma sát thấp: lực cắt thấp, chất lượng bề mặt cao.

 

 

3. Kịch bản ứng dụng: “Kẻ thù” của thép tôi và gang cứng
(1) Gia công các vật liệu khó cắt:

thép tôi, gang cứng, hợp kim nhiệt độ-cao, vật liệu phun bề mặt

 

(2) Gia công có độ chính xác cao:

Độ chính xác cao, với độ nhám bề mặt thấp tới Ra0,20m.

 

(3) Hạn chế:

Độ bền kém, không phù hợp để gia công thô ở tốc độ thấp và tải trọng va đập cao. Cắt các vật liệu nhựa như hợp kim nhôm, hợp kim đồng, v.v. dễ bị tích tụ phoi.

 

Ⅲ. Hướng dẫn lựa chọn dụng cụ cắt siêu cứng

1. Dụng cụ cắt kim cương:

Ưu tiên cho việc gia công-có độ chính xác cao đối với kim loại màu và phi kim loại{1}}, đồng thời cần phải kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ cắt.

 

2. Dụng cụ cắt khối boron nitrit:

chuyên về-gia công tốc độ cao các kim loại đen và vật liệu cứng, đặc biệt thích hợp cho thép tôi và gang.

 

Ⅳ. Phần kết luận

 

Từ "độ chính xác tối đa" của kim cương đến "sự-không sợ nhiệt độ cao" của PCBN, các vật liệu làm dụng cụ siêu cứng liên tục vượt qua các giới hạn xử lý. Dù trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô hay chip điện tử, chúng đều là những động lực cốt lõi thúc đẩy tiến bộ công nghiệp. Trong tương lai, với sự tiến bộ của khoa học vật liệu, những dụng cụ cắt siêu cứng chắc chắn sẽ mở ra nhiều khả năng hơn nữa!

 

Vật liệu siêu cứng được sử dụng rộng rãi. Dụng cụ kim cương và dụng cụ CBN do công ty chúng tôi sản xuất là một phần nhỏ trong toàn bộ lĩnh vực dụng cụ vật liệu siêu cứng.