Vật liệu dụng cụ cắt hiện đại đã trải qua hơn 100 năm lịch sử phát triển từ thép dụng cụ cacbon đến thép dụng cụ tốc độ cao,cacbua xi măng, dụng cụ gốmVàvật liệu dụng cụ siêu cứngVào nửa sau thế kỷ 18, vật liệu dụng cụ ban đầu chủ yếu là thép công cụ cacbon. Bởi vì vào thời điểm đó, nó được sử dụng như vật liệu cứng nhất có thể gia công thành dụng cụ cắt. Tuy nhiên, do nhiệt độ chịu nhiệt rất thấp (dưới 200°C), thép công cụ cacbon có nhược điểm là bị cùn ngay lập tức và hoàn toàn do nhiệt cắt khi cắt ở tốc độ cao, và phạm vi cắt bị hạn chế. Do đó, chúng ta đang hướng tới vật liệu dụng cụ có thể cắt ở tốc độ cao. Vật liệu xuất hiện để đáp ứng kỳ vọng này chính là thép tốc độ cao.
Thép tốc độ cao, còn được gọi là thép mũi, được các nhà khoa học Mỹ phát triển vào năm 1898. Vấn đề không phải là nó chứa ít carbon hơn thép công cụ carbon, mà là do có thêm vonfram. Do vai trò của cacbua vonfram cứng, độ cứng của nó không bị giảm trong điều kiện nhiệt độ cao và vì nó có thể được cắt ở tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ cắt của thép công cụ carbon, nên nó được gọi là thép tốc độ cao. Từ năm 1900 đến năm 1920, thép tốc độ cao với vanadi và coban xuất hiện, và khả năng chịu nhiệt của nó được tăng lên 500 đến 600 ° C. Tốc độ cắt của thép cắt đạt 30 đến 40 m/phút, tăng gần gấp 6 lần. Kể từ đó, với việc tuần tự hóa các thành phần cấu thành, thép tốc độ cao vonfram và molypden đã ra đời. Nó vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến nay. Sự xuất hiện của thép tốc độ cao đã gây ra
Một cuộc cách mạng trong gia công cắt gọt, cải thiện đáng kể năng suất cắt gọt kim loại, đòi hỏi phải thay đổi toàn diện cấu trúc máy công cụ để đáp ứng yêu cầu về hiệu suất cắt gọt của vật liệu dụng cụ mới này. Sự xuất hiện và phát triển hơn nữa của các máy công cụ mới đã dẫn đến sự phát triển của các vật liệu dụng cụ tốt hơn, và các dụng cụ cũng được thúc đẩy và phát triển. Trong điều kiện công nghệ sản xuất mới, dụng cụ thép tốc độ cao cũng gặp phải vấn đề hạn chế độ bền của dụng cụ do nhiệt cắt sinh ra khi cắt ở tốc độ cao. Khi tốc độ cắt đạt 700 °C, thép tốc độ cao
Đầu dao hoàn toàn cùn, và ở tốc độ cắt cao hơn giá trị này, việc cắt là hoàn toàn không thể. Do đó, vật liệu dụng cụ cacbua duy trì đủ độ cứng trong điều kiện nhiệt độ cắt cao hơn đã xuất hiện và có thể cắt ở nhiệt độ cắt cao hơn.
Vật liệu mềm có thể được cắt bằng vật liệu cứng, và để cắt được vật liệu cứng, cần phải sử dụng vật liệu cứng hơn nó. Vật liệu cứng nhất trên Trái Đất hiện nay là kim cương. Mặc dù kim cương tự nhiên đã được phát hiện từ lâu trong tự nhiên và có lịch sử lâu đời trong việc sử dụng làm công cụ cắt gọt, nhưng kim cương tổng hợp cũng đã được tổng hợp thành công từ đầu những năm 50 của thế kỷ 20. Tuy nhiên, việc sử dụng kim cương thực sự để sản xuất rộng rãi...vật liệu dụng cụ cắt công nghiệpvẫn là vấn đề của những thập kỷ gần đây.
Một mặt, với sự phát triển của công nghệ vũ trụ và công nghệ hàng không vũ trụ hiện đại, việc sử dụng các vật liệu kỹ thuật hiện đại ngày càng trở nên phổ biến hơn, mặc dù thép tốc độ cao được cải tiến, cacbua xi măng vàvật liệu công cụ gốm mớitrong quá trình cắt các phôi gia công truyền thống, tốc độ cắt và năng suất cắt tăng gấp đôi thậm chí hàng chục lần, nhưng khi sử dụng chúng để gia công các vật liệu trên, độ bền của dụng cụ và hiệu quả cắt vẫn rất thấp, chất lượng cắt khó đảm bảo, đôi khi thậm chí không thể gia công được, cần sử dụng vật liệu dụng cụ sắc bén hơn và chống mài mòn hơn.
Mặt khác, với sự phát triển nhanh chóng của hiện đạisản xuất máy mócTrong ngành công nghiệp chế biến, việc ứng dụng rộng rãi các máy công cụ tự động, trung tâm gia công điều khiển số bằng máy tính (CNC) và xưởng gia công không người lái, nhằm nâng cao hơn nữa độ chính xác gia công, giảm thời gian thay dao và cải thiện hiệu suất gia công, nhu cầu về vật liệu dụng cụ bền và ổn định hơn ngày càng trở nên cấp thiết. Trong trường hợp này, dụng cụ kim cương đã phát triển nhanh chóng, đồng thời, sự phát triển củavật liệu công cụ kim cươngcũng đã được quảng bá rất nhiều.
Vật liệu dụng cụ kim cươngSở hữu hàng loạt đặc tính ưu việt, độ chính xác gia công cao, tốc độ cắt nhanh và tuổi thọ dài. Ví dụ, việc sử dụng dao Compax (tấm kim cương đa tinh thể composite) có thể đảm bảo gia công hàng chục nghìn chi tiết vòng piston hợp kim nhôm silicon mà đầu dao vẫn giữ nguyên về cơ bản; gia công thanh nhôm máy bay bằng dao phay đường kính lớn Compax có thể đạt tốc độ cắt lên tới 3660 m/phút; Đây là những ưu điểm vượt trội so với dao carbide.
Không chỉ vậy, việc sử dụngvật liệu công cụ kim cươngcũng có thể mở rộng lĩnh vực gia công và thay đổi công nghệ gia công truyền thống. Trước đây, gia công gương chỉ có thể sử dụng quy trình mài và đánh bóng, nhưng giờ đây không chỉ sử dụng dụng cụ kim cương đơn tinh thể tự nhiên, mà trong một số trường hợp còn có thể sử dụng dụng cụ composite siêu cứng PDC để cắt gọt siêu chính xác, đạt được độ tiện thay vì mài. Với ứng dụngcông cụ siêu cứngMột số khái niệm mới đã xuất hiện trong lĩnh vực gia công, chẳng hạn như việc sử dụng dụng cụ PDC, giới hạn tốc độ tiện không còn nằm ở dụng cụ mà là ở máy công cụ, và khi tốc độ tiện vượt quá một tốc độ nhất định, phôi và dụng cụ sẽ không bị nóng lên. Những khái niệm đột phá này có ý nghĩa sâu sắc và mở ra triển vọng vô hạn cho ngành công nghiệp gia công hiện đại.
Thời gian đăng: 02-11-2022
