Сучасныя матэрыялы для рэжучых інструментаў перажылі больш чым 100-гадовую гісторыю развіцця ад вугляродзістай інструментальнай сталі да хуткарэзнай інструментальнай сталі,цэментаваны карбід, керамічны інструментізвышцвёрдыя інструментальныя матэрыялы. У другой палове XVIII стагоддзя першапачатковым інструментальным матэрыялам была ў асноўным вугляродзістая інструментальная сталь. Таму што ў той час ён выкарыстоўваўся як самы цвёрды матэрыял, з якога можна вырабляць рэжучыя інструменты. Аднак з-за вельмі нізкай тэмпературы тэрмаўстойлівасці (ніжэй за 200°C) вугляродзістыя інструментальныя сталі маюць той недахоп, што пры рэзцы на высокіх хуткасцях адразу і цалкам цьмянеюць з-за цяпла рэзкі, і дыяпазон рэзання абмежаваны. Такім чынам, мы з нецярпеннем чакаем інструментальных матэрыялаў, якія можна рэзаць на высокіх хуткасцях. Матэрыял, які адлюстроўвае гэтыя чаканні, - хуткарэзная сталь.
Хуткарэзная сталь, таксама вядомая як пярэдняя сталь, была распрацавана амерыканскімі навукоўцамі ў 1898 годзе. Справа не ў тым, што яна змяшчае менш вугляроду, чым у вугляродзістай інструментальнай сталі, але ў тым, што дадаецца вальфрам. З-за ролі цвёрдага карбіду вальфраму яго цвёрдасць не зніжаецца пры высокіх тэмпературах, а паколькі яго можна рэзаць з хуткасцю, значна вышэйшай за хуткасць рэзання вугляродзістай інструментальнай сталі, яго называюць хуткарэзнай сталлю. З 1900~-1920 г. з'явілася хуткарэзная сталь з ванадыям і кобальтам, тэрмаўстойлівасць якой была павялічана да 500~600 °C. Хуткасць рэзкі сталі дасягае 30~40 м/мін, што павялічваецца амаль у 6 разоў. З тых часоў з серыялізацыяй яго складовых элементаў былі сфарміраваны вальфрамавыя і малібдэнавыя хуткарэзныя сталі. Ён па-ранейшаму шырока выкарыстоўваецца да гэтага часу. З'яўленне хуткарэзнай сталі выклікала а
рэвалюцыя ў апрацоўцы рэзаннем, што значна павысіла прадукцыйнасць рэзкі металу і патрабуе поўнай змены структуры станка для адаптацыі да патрабаванняў да прадукцыйнасці рэзкі гэтага новага інструментальнага матэрыялу. З'яўленне і далейшае развіццё новых станкоў, у сваю чаргу, прывялі да распрацоўкі лепшых інструментальных матэрыялаў, і інструменты былі стымуляваны і распрацаваны. У новых тэхналагічных умовах вытворчасці інструменты з хуткарэзнай сталі таксама маюць праблему абмежавання даўгавечнасці інструмента з-за нагрэву рэзкі пры рэзцы на высокай хуткасці. Калі хуткасць рэзкі дасягае 700 °C, хуткарэзная сталь
наканечнік цалкам тупы, і пры хуткасці рэзкі вышэй за гэтае значэнне разрэзаць зусім немагчыма. У выніку з'явіліся інструментальныя матэрыялы з цвёрдага сплаву, якія захоўваюць дастатковую цвёрдасць пры больш высокіх тэмпературах рэзання, чым вышэйпаказаныя, і могуць рэзацца пры больш высокіх тэмпературах рэзання.
Мяккія матэрыялы можна рэзаць цвёрдымі матэрыяламі, а каб рэзаць цвёрдыя матэрыялы, неабходна выкарыстоўваць больш цвёрдыя матэрыялы. Самым цвёрдым рэчывам на Зямлі на дадзены момант з'яўляецца алмаз. Нягледзячы на тое, што прыродныя алмазы даўно знойдзены ў прыродзе, і яны маюць доўгую гісторыю выкарыстання іх у якасці рэжучых інструментаў, сінтэтычныя алмазы таксама былі паспяхова сінтэзаваны яшчэ ў пачатку 50-х гадоў 20-га стагоддзя, але рэальнае выкарыстанне алмазаў для шырокай вытворчасціматэрыялы прамысловага рэжучага інструментагэта яшчэ справа апошніх дзесяцігоддзяў.
З аднаго боку, з развіццём сучасных касмічных тэхналогій і аэракасмічных тэхналогій выкарыстанне сучасных інжынерных матэрыялаў становіцца ўсё больш і больш багатым, хаця ўдасканаленая хуткарэзная сталь, цэментаваны карбід іновыя керамічныя інструментальныя матэрыялыпры рэзцы традыцыйнай апрацоўкі нарыхтовак хуткасць рэзкі і прадукцыйнасць рэзкі павялічыліся ўдвая ці нават у дзесяткі разоў, але пры іх выкарыстанні для апрацоўкі вышэйзгаданых матэрыялаў даўгавечнасць інструмента і эфектыўнасць рэзкі па-ранейшаму вельмі нізкія, а якасць рэзкі складаная гарантаваць, часам нават немагчыма апрацаваць, трэба выкарыстоўваць больш вострыя і зносаўстойлівыя інструментальныя матэрыялы.
З іншага боку, з бурным развіццём сучаснаймашынабудаваннеі перапрацоўчай прамысловасці, шырокае прымяненне аўтаматычных станкоў, апрацоўчых цэнтраў з лікавым праграмным кіраваннем (ЧПУ) і беспілотных апрацоўчых цэхаў, у мэтах далейшага павышэння дакладнасці апрацоўкі, скарачэння часу змены інструмента і павышэння эфектыўнасці апрацоўкі, з'яўляюцца ўсё больш надзённыя патрабаванні выраблены з больш трывалых і ўстойлівых інструментальных матэрыялаў. Пры гэтым алмазныя інструменты атрымалі хуткае развіццё, а разам з тым і развіццёалмазныя інструментальныя матэрыялытаксама быў значна прапагандаваны.
Алмазныя інструментальныя матэрыялымаюць шэраг выдатных уласцівасцяў, з высокай дакладнасцю апрацоўкі, высокай хуткасцю рэзкі і доўгім тэрмінам службы. Напрыклад, выкарыстанне інструментаў Compax (полікрышталічнага алмазнага кампазітнага ліста) можа забяспечыць апрацоўку дзясяткаў тысяч дэталяў поршневых кольцаў з крэмніева-алюмініевага сплаву, а іх наканечнікі ў асноўным застаюцца нязменнымі; Апрацоўка авіяцыйных алюмініевых лонжеронаў фрэзамі вялікага дыяметра Compax можа дасягаць хуткасці рэзкі да 3660 м/мін; Яны непараўнальныя з цвёрдасплаўнымі інструментамі.
Мала таго, выкарыстаннеалмазныя інструментальныя матэрыялыможа таксама пашырыць поле апрацоўкі і змяніць традыцыйную тэхналогію апрацоўкі. Раней для апрацоўкі люстэркаў можна было выкарыстоўваць толькі працэс шліфоўкі і паліроўкі, але цяпер не толькі прыродныя монакрышталічныя алмазныя інструменты, але таксама ў некаторых выпадках таксама могуць быць выкарыстаны звышцвёрдыя кампазітныя інструменты PDC для звышдакладнай дакладнай рэзкі, каб дасягнуць такарнай апрацоўкі замест драбнення. З ужываннемзвышцвёрдыя інструменты, некаторыя новыя канцэпцыі з'явіліся ў галіне апрацоўкі, напрыклад, выкарыстанне інструментаў PDC, абмежаванне хуткасці павароту - гэта ўжо не інструмент, а станок, і калі хуткасць павароту перавышае пэўную хуткасць, нарыхтоўка і інструмент робяць не цяпло. Наступствы гэтых наватарскіх канцэпцый глыбокія і адкрываюць неабмежаваныя перспектывы для сучаснай машынабудаўнічай прамысловасці.
Час публікацыі: 2 лістапада 2022 г
