Desenvolvimento e tendência técnica de materiais de pastilhas cerâmicas

Desenvolvimento e tendência técnica de materiais de lâminas cerâmicas

Na usinagem, a ferramenta sempre foi chamada de "dentes fabricados industrialmente", e o desempenho de corte do material da ferramenta é um dos principais fatores que determinam sua eficiência de produção, custo de produção e qualidade de processamento. Portanto, a escolha correta do material da ferramenta de corte é Importante, as facas cerâmicas, com sua excelente resistência ao calor, resistência ao desgaste e estabilidade química, mostram as vantagens que as ferramentas tradicionais não podem igualar no campo de corte de alta velocidade e corte difícil de -materiais da máquina, e as principais matérias-primas das facas de cerâmica são Al e Si. O rico conteúdo na crosta terrestre pode ser considerado inesgotável e inesgotável. Portanto, a perspectiva de aplicação de novas ferramentas cerâmicas é muito ampla.

Em primeiro lugar, o tipo de ferramentas cerâmicas

O progresso dos materiais cerâmicos para ferramentas está focado em melhorar o desempenho dos materiais cerâmicos tradicionais, refinar grãos, composição de componentes, revestimento, melhorar o processo de sinterização e desenvolver novos produtos, a fim de obter resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste e resistência. Excelente desempenho de lascamento e pode atender às necessidades de usinagem de precisão de alta velocidade. O Henan Institute of Superhard Materials pode dividir aproximadamente os materiais cerâmicos para ferramentas em três categorias: alumina, nitreto de silício e nitreto de boro (ferramentas de nitreto cúbico de boro). No campo do corte de metal, as lâminas de cerâmica de alumina e as lâminas de cerâmica de nitreto de silício são coletivamente chamadas de lâminas de cerâmica; em materiais não metálicos inorgânicos, os materiais de nitreto de boro cúbico pertencem a uma grande classe de materiais cerâmicos. A seguir estão as características dos três tipos de cerâmica.

(1) Cerâmica à base de alumina (Al2O3): Ni, Co, W ou semelhantes são adicionados como um metal ligante à cerâmica à base de carboneto, e a força de ligação entre a alumina e o carboneto pode ser melhorada. Tem boa resistência ao desgaste e resistência ao calor, e sua estabilidade química de alta temperatura não é fácil de interdif ou reação química com ferro. Portanto, as fresas cerâmicas à base de alumina têm a mais ampla faixa de aplicação, adequada para aço e ferro fundido. Usinagem em alta velocidade de suas ligas; devido à melhor resistência ao choque térmico, também pode ser usado para fresamento ou aplainamento em condições de corte interrompido, mas não é adequado para processar ligas de alumínio, ligas de titânio e ligas de nióbio, caso contrário, é propenso ao desgaste químico.

(2) Cortador de cerâmica à base de nitreto de silício (Si3N4): É uma cerâmica feita pela adição de uma quantidade adequada de carboneto de metal e um agente de reforço de metal a uma matriz de nitreto de silício e usando um efeito de reforço de compósito (também conhecido como dispersão efeito fortalecedor). É caracterizada por alta dureza, boa resistência ao desgaste, boa resistência ao calor e resistência à oxidação, e a reação química entre nitreto de silício e elementos de carbono e metal é pequena, e o fator de atrito também é baixo. Adequado para acabamento, semi-acabamento, acabamento ou semi-acabamento.

(3) Cerâmica de nitreto de boro (cortador de nitreto cúbico de boro): alta dureza, resistência ao desgaste, boa resistência ao calor, boa estabilidade térmica, boa condutividade térmica, baixo coeficiente de atrito e pequeno coeficiente de expansão linear. Por exemplo, a ferramenta de nitreto cúbico de boro Hualing classe BN-S20 é usada para desbaste de aço endurecido, classe BN-H10 é usada para acabamento de alta velocidade de aço endurecido, classe BN-K1 é processada em ferro fundido de alta dureza, classe BN-S30 corte de alta velocidade cinza Ferro fundido é mais econômico do que pastilhas de cerâmica.

Em segundo lugar, as características das ferramentas cerâmicas

As características das ferramentas cerâmicas: (1) boa resistência ao desgaste; (2) resistência a altas temperaturas, boa dureza vermelha; (3) a durabilidade da ferramenta é várias ou até várias vezes maior do que as ferramentas tradicionais, reduzindo o número de trocas de ferramentas durante o processamento, garantindo Conicidade pequena ealta precisão da peça a ser usinada; (4) não só pode ser utilizado para desbaste e acabamento de materiais de alta dureza, mas também para usinagem de grande impacto como fresamento, aplainamento, corte interrompido e desbaste de blank; (5) Quando a lâmina de cerâmica é cortada, o atrito com o metal é pequeno, o corte não é fácil de ser colado à lâmina, a borda postiça não é fácil de ocorrer e o corte de alta velocidade pode ser realizado.

Em comparação com as pastilhas de metal duro, as pastilhas de cerâmica podem suportar altas temperaturas de 2000°C, enquanto as ligas duras tornam-se macias a 800°C; portanto, as ferramentas de cerâmica têm maior estabilidade química em temperatura e podem ser cortadas em alta velocidade, mas a desvantagem são as pastilhas de cerâmica. A força e a tenacidade são baixas e fáceis de quebrar. Mais tarde, as cerâmicas de nitreto de boro (doravante referidas como ferramentas de nitreto de boro cúbico) foram introduzidas, que são usadas principalmente para torneamento, fresamento e mandrilamento de materiais superduros. A dureza das fresas de nitreto de boro cúbico é muito maior do que a das pastilhas de cerâmica. Por causa de sua alta dureza, também é chamado de material superduro com diamante. É comumente usado para processar materiais com dureza superior a HRC48. Possui excelente dureza em altas temperaturas - até 2000 ° C, embora seja mais frágil que as lâminas de metal duro, mas melhorou significativamente a resistência ao impacto e a resistência ao esmagamento em comparação com as ferramentas de cerâmica de alumina. Além disso, algumas ferramentas especiais de nitreto de boro cúbico (como Huachao Super Hard BN-K1 e BN-S20) podem suportar a carga de cavacos de usinagem de desbaste e podem suportar o impacto de usinagem e acabamento intermitentes. O desgaste e o calor de corte, essas características podem atender o difícil processamento de aços endurecidos e ferros fundidos de alta dureza com ferramentas de nitreto de boro cúbico.