Entwicklung und technischer Trend von Materialien für Keramikeinsätze

Entwicklung und technischer Trend keramischer Klingenmaterialien

In der Zerspanung wird das Werkzeug seit jeher als „industriell gefertigte Verzahnung“ bezeichnet, und die Schneidleistung des Werkzeugmaterials ist einer der Schlüsselfaktoren für dessen Produktionseffizienz, Produktionskosten und Bearbeitungsqualität. Daher ist die richtige Wahl des Schneidwerkzeugmaterials wichtig Keramikmesser zeigen mit ihrer hervorragenden Hitzebeständigkeit, Verschleißfestigkeit und chemischen Stabilität die Vorteile, die herkömmliche Werkzeuge im Bereich des Hochgeschwindigkeitsschneidens und des schwierigen Schneidens nicht erreichen können -Maschinenmaterialien, und die wichtigsten Rohstoffe für Keramikmesser sind Al und Si. Der reichhaltige Inhalt in der Erdkruste kann als unerschöpflich und unerschöpflich bezeichnet werden. Daher ist die Anwendungsperspektive neuer keramischer Werkzeuge sehr breit.

Erstens die Art der Keramikwerkzeuge

Der Fortschritt der keramischen Werkzeugmaterialien konzentriert sich auf die Verbesserung der Leistung traditioneller keramischer Werkzeugmaterialien, die Verfeinerung der Körner, die Komponentenmischung, die Beschichtung, die Verbesserung des Sinterprozesses und die Entwicklung neuer Produkte, um eine hohe Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Beständigkeit zu erreichen. Hervorragende Spanleistung und kann die Anforderungen der Hochgeschwindigkeits-Präzisionsbearbeitung erfüllen. Das Henan Institute of Superhard Materials kann keramische Werkzeugmaterialien grob in drei Kategorien einteilen: Aluminiumoxid, Siliziumnitrid und Bornitrid (Werkzeuge aus kubischem Bornitrid). Auf dem Gebiet des Metallschneidens werden Aluminiumoxid-Keramikklingen und Siliziumnitrid-Keramikklingen gemeinsam als Keramikklingen bezeichnet; in anorganischen nichtmetallischen Werkstoffen gehören kubische Bornitrid-Werkstoffe zu einer großen Klasse keramischer Werkstoffe. Im Folgenden sind die Eigenschaften der drei Arten von Keramik aufgeführt.

(1) Keramik auf Aluminiumoxid-(Al 2 O 3 )-Basis: Ni, Co, W oder dergleichen wird als Bindemetall zu der Keramik auf Carbidbasis hinzugefügt, und die Bindungsstärke zwischen dem Aluminiumoxid und dem Carbid kann verbessert werden. Es hat eine gute Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit, und seine chemische Stabilität bei hohen Temperaturen lässt sich nicht leicht durch chemische Reaktionen mit Eisen unterteilen. Daher haben Keramikschneider auf Aluminiumoxidbasis den breitesten Anwendungsbereich, geeignet für Stahl und Gusseisen. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung seiner Legierungen; Aufgrund der verbesserten Temperaturwechselbeständigkeit kann es auch zum Fräsen oder Hobeln im unterbrochenen Schnitt eingesetzt werden, ist jedoch nicht für die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und Nioblegierungen geeignet, da es sonst zu chemischem Verschleiß neigt.

(2) Keramikschneider auf Siliziumnitridbasis (Si3N4): Es handelt sich um eine Keramik, die durch Zugabe einer geeigneten Menge Metallcarbid und eines Metallverstärkungsmittels zu einer Siliziumnitridmatrix und unter Verwendung eines Verbundverstärkungseffekts (auch als Dispersion bezeichnet) hergestellt wird stärkende Wirkung). Es zeichnet sich durch hohe Härte, gute Verschleißfestigkeit, gute Hitzebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit aus, und die chemische Reaktion zwischen Siliziumnitrid und Kohlenstoff- und Metallelementen ist gering und der Reibungsfaktor ist ebenfalls gering. Geeignet zum Schlichten, Halbschlichten, Schlichten oder Halbschlichten.

(3) Bornitrid-Keramik (Käse aus kubischem Bornitrid): hohe Härte, Verschleißfestigkeit, gute Wärmebeständigkeit, gute thermische Stabilität, gute Wärmeleitfähigkeit, niedriger Reibungskoeffizient und kleiner linearer Ausdehnungskoeffizient. Zum Beispiel wird das Hualing-Werkzeug aus kubischem Bornitrid BN-S20 zum Schruppen von gehärtetem Stahl verwendet, die Sorte BN-H10 wird zum Hochgeschwindigkeitsschlichten von gehärtetem Stahl verwendet, die Sorte BN-K1 wird für Gusseisen mit hoher Härte verarbeitet, die Sorte BN-S30 zum Hochgeschwindigkeitsschneiden Asche Gusseisen ist wirtschaftlicher als Keramikeinsätze.

Zweitens die Eigenschaften von Keramikwerkzeugen

Die Eigenschaften von Keramikwerkzeugen: (1) gute Verschleißfestigkeit; (2) hohe Temperaturbeständigkeit, gute Rothärte; (3) Die Werkzeuglebensdauer ist um ein Vielfaches oder sogar um ein Vielfaches höher als bei herkömmlichen Werkzeugen, wodurch die Anzahl der Werkzeugwechsel während der Bearbeitung verringert wird und eine kleine Verjüngung gewährleistet isthohe Präzision des zu bearbeitenden Werkstücks; (4) kann nicht nur zum Schruppen und Schlichten von Materialien mit hoher Härte verwendet werden, sondern auch zum maschinellen Bearbeiten mit großen Auswirkungen wie Fräsen, Hobeln, unterbrochenem Schneiden und Rohlingsschruppen; (5) Wenn die Keramikklinge geschnitten wird, ist die Reibung mit dem Metall gering, der Schnitt lässt sich nicht leicht mit der Klinge verbinden, die Aufbauschneide tritt nicht leicht auf und es kann ein Hochgeschwindigkeitsschneiden durchgeführt werden.

Im Vergleich zu Hartmetalleinsätzen können Keramikeinsätze hohen Temperaturen von 2000 ° C standhalten, während harte Legierungen bei 800 ° C weich werden; Keramikwerkzeuge haben also eine höhere chemische Stabilität bei Temperaturen und können mit hoher Geschwindigkeit geschnitten werden, aber der Nachteil sind Keramikeinsätze. Festigkeit und Zähigkeit sind gering und leicht zu brechen. Später wurden Bornitridkeramiken (im Folgenden als kubische Bornitridwerkzeuge bezeichnet) eingeführt, die hauptsächlich zum Drehen, Fräsen und Bohren von superharten Materialien verwendet werden. Die Härte von Fräsern aus kubischem Bornitrid ist viel höher als die von Keramikeinsätzen. Wegen seiner hohen Härte wird es auch als superhartes Material mit Diamant bezeichnet. Es wird üblicherweise verwendet, um Materialien mit einer Härte von mehr als HRC48 zu verarbeiten. Es hat eine ausgezeichnete Hochtemperaturhärte - bis zu 2000 ° C, obwohl es spröder als Hartmetallklingen ist, aber im Vergleich zu Aluminiumoxid-Keramikwerkzeugen eine deutlich verbesserte Schlagfestigkeit und Druckfestigkeit aufweist. Darüber hinaus können einige spezielle Werkzeuge aus kubischem Bornitrid (wie Huachao Super Hard BN-K1 und BN-S20) der Spanlast der Schruppbearbeitung standhalten und den Auswirkungen der intermittierenden Bearbeitung und Endbearbeitung standhalten. Der Verschleiß und die Schneidwärme, diese Eigenschaften können der schwierigen Bearbeitung von gehärtetem Stahl und Gusseisen mit hoher Härte mit Werkzeugen aus kubischem Bornitrid gerecht werden.