Vật liệu dụng cụ cắt hiện đại đã trải qua hơn 100 năm lịch sử phát triển từ thép công cụ carbon đến thép công cụ tốc độ cao,cacbua xi măng, công cụ gốm sứVàvật liệu dụng cụ siêu cứng.Vào nửa sau thế kỷ 18, vật liệu làm dụng cụ ban đầu chủ yếu là thép cacbon.Bởi vì vào thời điểm đó nó được sử dụng làm 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 carbon có nhược điểm là bị xỉn màu ngay lập tức và hoàn toàn do nhiệt cắt khi cắt ở tốc độ cao và phạm vi cắt bị hạn chế.Vì vậy, chúng tôi rất mong muốn có được những vật liệu dụng cụ có thể cắt ở tốc độ cao.Vật liệu nổi lên phản ánh kỳ vọng này là thép tốc độ cao.
Thép tốc độ cao hay còn gọi là thép phía trước được các nhà khoa học Mỹ phát triển vào năm 1898. Không đến nỗi nó chứa ít carbon hơn thép công cụ carbon mà lại được thêm vào 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 đặt tên là thép tốc độ cao.Từ năm 1900 ~ -1920, thép tốc độ cao có vanadi và coban xuất hiện, khả năng chịu nhiệt của nó tăng lên 500 ~ 600 ° C.Tốc độ cắt thép cắt đạt 30~40m/phút, tăng gần 6 lần.Kể từ đó, với sự tuần tự hóa các thành phần cấu thành của nó, thép tốc độ cao vonfram và molypden đã được hình thành.Nó vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến tận bây giờ.Sự xuất hiện của thép tốc độ cao đã gây ra
cuộc cách mạng trong xử lý cắt, cải thiện đáng kể năng suất cắt kim loại và đòi hỏi phải thay đổi hoàn toàn cấu trúc của máy công cụ để thích ứng với yêu cầu về hiệu suất cắt của vật liệu dụng cụ mới này.Ngược lại, sự xuất hiện và phát triển hơn nữa của các máy công cụ mới đã dẫn đến sự phát triển của các vật liệu công cụ tốt hơn, và các công cụ đã được khuyến khích và phát triển.Trong điều kiện công nghệ chế tạo mới, dụng cụ thép tốc độ cao còn gặp vấn đề hạn chế độ bền của dụng cụ do sinh nhiệt khi cắt ở tốc độ cao.Khi tốc độ cắt đạt 700°C, thép tốc độ cao
đầu hoàn toàn bị cùn và ở tốc độ cắt trên giá trị này thì hoàn toàn không thể cắt được.Kết quả là, các vật liệu dụng cụ cacbua duy trì đủ độ cứng trong điều kiện nhiệt độ cắt cao hơn các điều kiện trên đã xuất hiện và có thể được cắt ở nhiệt độ cắt cao hơn.
Vật liệu mềm có thể cắt được bằng vật liệu cứng, để cắt được vật liệu cứng thì phải sử dụng vật liệu cứng hơn nó.Chất 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 dài trong việc sử dụng chúng làm công cụ cắt, nhưng kim cương tổng hợp cũng đã được tổng hợp thành công ngay từ đầu những năm 50 của thế kỷ 20, nhưng việc sử dụng thực tế kim cương để làmvật liệu dụng cụ cắt công nghiệpvẫn còn 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 vật liệu kỹ thuật hiện đại ngày càng trở nên phong phú, mặc dù thép tốc độ cao được cải tiến, cacbua xi măng vàvật liệu công cụ gốm mớiTrong quá trình cắt phôi gia công truyền thống, tốc độ cắt và năng suất cắt tăng gấp đôi, thậm chí tăng gấp 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 khăn. để đảm bảo, đôi khi thậm chí không thể xử lý, nhu cầu sử dụng vật liệu dụng cụ sắc bén hơn và chịu mài mòn hơn.
Mặt khác, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ hiện đạiSản xuất máy mócvà công nghiệp gia công, ứng dụng rộng rãi các máy công cụ tự động, trung tâm gia công điều khiển số máy tính (CNC) và xưởng gia công không người lái, nhằm nâng cao hơn nữa độ chính xác của quá trình xử lý, giảm thời gian thay dao và nâng cao hiệu quả xử lý, các yêu cầu ngày càng cấp bách hơn. được chế tạo để có vật liệu dụng cụ bền hơn và ổn định hơn.Trong trường hợp này, các công cụ kim cương đã phát triển nhanh chóng, đồng thời, sự phát triển củavật liệu công cụ kim cươngcũng đã được thúc đẩy rất nhiều.
Vật liệu công cụ kim cươngcó một loạt các đặc tính tuyệt vời, với độ chính xác xử lý cao, tốc độ cắt nhanh và tuổi thọ dài.Ví dụ, việc sử dụng các công cụ Compax (tấm hỗn hợp kim cương đa tinh thể) có thể đảm bảo xử lý hàng chục nghìn bộ phận vòng piston bằng hợp kim nhôm silicon và các đầu dụng cụ của chúng về cơ bản không thay đổi;Gia công xà nhôm máy bay bằng dao phay đường kính lớn Compax có thể đạt tốc độ cắt lên tới 3660m/phút;Đây là những công cụ không thể so sánh được với các công cụ cacbua.
Không chỉ vậy, việc sử dụngvật liệu công cụ kim cươngcũng có thể mở rộng lĩnh vực chế biến và thay đổi công nghệ chế biến truyền thống.Trước đây, xử lý gương chỉ có thể sử dụng quy trình mài và đánh bóng, nhưng giờ đây không chỉ các công cụ kim cương đơn tinh thể tự nhiên mà trong một số trường hợp còn có thể sử dụng các công cụ composite siêu cứng PDC để cắt sát siêu chính xác, để đạt được khả năng tiện thay vì mài.Với việc áp dụngcông cụ siêu cứng, một số khái niệm mới đã xuất hiện trong lĩnh vực gia công, chẳng hạn như sử dụng công cụ PDC, tốc độ tiện giới hạn không còn là công cụ mà là máy công cụ và khi tốc độ tiện vượt quá một tốc độ nhất định, phôi và công cụ sẽ thực hiện không nóng.Ý nghĩa của những khái niệm đột phá này rất sâu sắc và mang lại triển vọng không giới hạn cho ngành công nghiệp gia công hiện đại.
Thời gian đăng: Nov-02-2022
