Разработка и техническая тенденция материалов для керамических вставок

Развитие и техническая тенденция материалов для керамических лезвий

В механической обработке инструмент всегда называли «зубьями промышленного изготовления», а режущая способность материала инструмента является одним из ключевых факторов, определяющих эффективность его производства, стоимость производства и качество обработки. Поэтому важен правильный выбор материала режущего инструмента. Керамические ножи с их превосходной термостойкостью, износостойкостью и химической стабильностью демонстрируют преимущества, с которыми не могут сравниться традиционные инструменты в области высокоскоростной резки и резки труднообрабатываемых материалов. -машинные материалы, а основным сырьем для керамических ножей являются Al и Si. Богатое содержание земной коры, можно сказать, неисчерпаемо и неисчерпаемо. Поэтому перспективы применения новых керамических инструментов очень широки.

Во-первых, тип керамических инструментов

Развитие керамических инструментальных материалов направлено на улучшение характеристик традиционных инструментальных керамических материалов, измельчение зерна, компаундирование компонентов, нанесение покрытий, улучшение процесса спекания и разработку новых продуктов с целью получения высокой термостойкости, износостойкости и стойкости. Отличная производительность измельчения и может удовлетворить потребности высокоскоростной точной обработки. Хэнаньский институт сверхтвердых материалов может условно разделить керамические инструментальные материалы на три категории: глинозем, нитрид кремния и нитрид бора (инструменты из кубического нитрида бора). В области резки металлов керамические лезвия из глинозема и керамические лезвия из нитрида кремния вместе называются керамическими лезвиями; в неорганических неметаллических материалах материалы из кубического нитрида бора относятся к большому классу керамических материалов. Ниже приведены характеристики трех типов керамики.

(1) Керамика на основе оксида алюминия (Al2O3): Ni, Co, W и т.п. добавляются в качестве связующего металла к керамике на основе карбида, и прочность связи между оксидом алюминия и карбидом может быть улучшена. Он обладает хорошей износостойкостью и термостойкостью, а его химическая стабильность при высоких температурах не поддается взаимодействию или химической реакции с железом. Поэтому керамические фрезы на основе оксида алюминия имеют самый широкий спектр применения, подходящий для стали и чугуна. Высокоскоростная обработка его сплавов; благодаря улучшенной термостойкости его также можно использовать для фрезерования или строгания в условиях прерывистого резания, но он не пригоден для обработки алюминиевых сплавов, сплавов титана и ниобиевых сплавов, в противном случае он подвержен химическому износу.

(2) Керамический резец на основе нитрида кремния (Si3N4): это керамика, изготовленная путем добавления подходящего количества карбида металла и металлического упрочняющего агента к матрице нитрида кремния с использованием композиционного упрочняющего эффекта (также называемого дисперсией). укрепляющий эффект). Он характеризуется высокой твердостью, хорошей износостойкостью, хорошей термостойкостью и стойкостью к окислению, химическая реакция между нитридом кремния и углеродом и металлическими элементами невелика, а коэффициент трения также низок. Подходит для чистовой, получистовой, чистовой или получистовой обработки.

(3) Керамика из нитрида бора (резец из кубического нитрида бора): высокая твердость, износостойкость, хорошая термостойкость, хорошая термостойкость, хорошая теплопроводность, низкий коэффициент трения и небольшой коэффициент линейного расширения. Например, инструмент Hualing из кубического нитрида бора марки BN-S20 используется для черновой обработки закаленной стали, марка BN-H10 используется для высокоскоростной чистовой обработки закаленной стали, марка BN-K1 используется для обработки высокотвердого чугуна, марка BN-S30 для высокоскоростной резки. ясень Чугун более экономичен, чем керамические вставки.

Во-вторых, характеристики керамических инструментов

Характеристики керамических инструментов: (1) хорошая износостойкость; (2) высокая термостойкость, хорошая красная твердость; (3) стойкость инструмента в несколько раз или даже в несколько раз выше, чем у традиционных инструментов, что снижает количество смен инструмента во время обработки, обеспечивая малую конусность ивысокая точность обрабатываемой детали; (4) может использоваться не только для черновой и чистовой обработки материалов высокой твердости, но и для механической обработки с большим воздействием, такой как фрезерование, строгание, прерывистое резание и черновая обработка заготовок; (5) Когда керамическое лезвие режется, трение о металл невелико, резку нелегко приклеить к лезвию, не так просто образовать нарост на кромке, и можно выполнять высокоскоростную резку.

По сравнению с вставками из цементированного карбида керамические вставки выдерживают высокие температуры до 2000°С, в то время как твердые сплавы становятся мягкими при 800°С; так керамические инструменты обладают более высокой температурной химической стойкостью и могут резаться на высокой скорости, но недостатком являются керамические вставки. Прочность и ударная вязкость низкие и легко ломаются. Позже была внедрена керамика из нитрида бора (далее кубический инструмент из нитрида бора), которая в основном используется для точения, фрезерования и растачивания сверхтвердых материалов. Твердость кубических резцов из нитрида бора намного выше, чем у керамических вставок. Из-за высокой твердости его также называют сверхтвердым материалом с алмазом. Он обычно используется для обработки материалов с твердостью выше HRC48. Обладает отличной высокотемпературной твердостью – до 2000°С, хотя и более хрупок, чем лезвия из цементированного карбида, но имеет значительно улучшенную ударную вязкость и стойкость к раздавливанию по сравнению с алюмокерамическим инструментом. Кроме того, некоторые специальные инструменты из кубического нитрида бора (такие как Huachao Super Hard BN-K1 и BN-S20) могут выдерживать стружкообразование при черновой обработке и выдерживать воздействие прерывистой обработки и чистовой обработки. Износ и теплота резания, эти характеристики могут соответствовать сложной обработке закаленной стали и чугуна высокой твердости инструментами из кубического нитрида бора.