Сучасныя матэрыялы для рэжучых інструментаў маюць больш чым 100-гадовую гісторыю развіцця, пачынаючы ад вугляродзістай інструментальнай сталі і заканчваючы хуткарэзнай інструментальнай сталі.цвёрды сплав, керамічны інструментізвышцвёрдыя інструментальныя матэрыялыУ другой палове XVIII стагоддзя першапачатковым матэрыялам для вырабу інструментаў была ў асноўным вугляродзістая інструментальная сталь. Таму што ў той час яна выкарыстоўвалася як самы цвёрды матэрыял, які можна было апрацоўваць у рэжучыя інструменты. Аднак з-за вельмі нізкай тэмпературы цеплаўстойлівасці (ніжэй за 200°C) вугляродзістыя інструментальныя сталі маюць недахоп: яны адразу і цалкам затупляюцца з-за цяпла рэзання пры рэзанні на высокіх хуткасцях, а дыяпазон рэзання абмежаваны. Таму мы з нецярпеннем чакаем інструментальных матэрыялаў, якія можна рэзаць на высокіх хуткасцях. Матэрыялам, які адлюстроўвае гэтае чаканне, з'яўляецца хуткарэзная сталь.
Хуткарэзная сталь, таксама вядомая як пярэдняя сталь, была распрацавана амерыканскімі навукоўцамі ў 1898 годзе. Справа не столькі ў тым, што яна ўтрымлівае менш вугляроду, чым вугляродзістая інструментальная сталь, колькі ў тым, што ў яе дадаецца вальфрам. Дзякуючы ролі цвёрдага карбіду вальфраму, яго цвёрдасць не зніжаецца пры высокіх тэмпературах, і паколькі яго можна рэзаць са хуткасцю, значна вышэйшай за хуткасць рэзання вугляродзістай інструментальнай сталі, яго называюць хуткарэзнай сталлю. З 1900 па 1920 год з'явілася хуткарэзная сталь з ванадыям і кобальтам, і яе цеплаўстойлівасць павялічылася да 500~600 °C. Хуткасць рэзання сталі дасягае 30~40 м/мін, што павялічылася амаль у 6 разоў. З таго часу, з серыялізацыяй яе складовых элементаў, былі сфарміраваны хуткарэзныя сталі на аснове вальфраму і малібдэна. Яны да гэтага часу шырока выкарыстоўваюцца. З'яўленне хуткарэзнай сталі выклікала...
рэвалюцыя ў апрацоўцы рэзаннем, значна палепшыўшы прадукцыйнасць рэзання металу і запатрабаваўшы поўнай змены канструкцыі станка, каб адаптавацца да патрабаванняў да прадукцыйнасці рэзання гэтага новага інструментальнага матэрыялу. З'яўленне і далейшае развіццё новых станкоў, у сваю чаргу, прывяло да распрацоўкі лепшых інструментальных матэрыялаў, і інструменты былі стымуляваны і ўдасканалены. Ва ўмовах новых тэхналогій вытворчасці інструменты з хуткарэзнай сталі таксама маюць праблему абмежавання даўгавечнасці інструмента з-за цяпла рэзання пры рэзанні на высокай хуткасці. Калі хуткасць рэзання дасягае 700 °C, хуткарэзная сталь
Наканечнік цалкам затуплены, і пры хуткасці рэзання вышэй за гэтае значэнне рэзаць абсалютна немагчыма. У выніку з'явіліся цвёрдасплаўныя інструментальныя матэрыялы, якія захоўваюць дастатковую цвёрдасць пры больш высокіх тэмпературах рэзання, чым вышэйзгаданыя, і могуць рэзаць пры больш высокіх тэмпературах рэзання.
Мяккія матэрыялы можна рэзаць цвёрдымі матэрыяламі, а каб рэзаць цвёрдыя матэрыялы, неабходна выкарыстоўваць матэрыялы, якія цвярдзейшыя за іх. Найцвёрдым рэчывам на Зямлі на дадзены момант з'яўляецца алмаз. Нягледзячы на тое, што натуральныя алмазы даўно былі выяўлены ў прыродзе і маюць даўнюю гісторыю выкарыстання ў якасці рэжучых інструментаў, сінтэтычныя алмазы таксама былі паспяхова сінтэзаваны яшчэ ў пачатку 50-х гадоў 20 стагоддзя, але рэальнае выкарыстанне алмазаў для шырокага выкарыстання...матэрыялы для прамысловага рэжучага інструментагэта ўсё яшчэ пытанне апошніх дзесяцігоддзяў.
З аднаго боку, з развіццём сучасных касмічных і аэракасмічных тэхналогій выкарыстанне сучасных інжынерных матэрыялаў становіцца ўсё больш распаўсюджаным, хоць палепшаная хуткарэзная сталь, цвёрды сплав іновыя керамічныя інструментальныя матэрыялыПры рэзанні традыцыйных апрацоўваемых дэталяў хуткасць рэзання і прадукцыйнасць рэзання павялічваюцца ўдвая ці нават у дзясяткі разоў, але пры іх выкарыстанні для апрацоўкі вышэйзгаданых матэрыялаў трываласць інструмента і эфектыўнасць рэзання ўсё яшчэ вельмі нізкія, а якасць рэзання цяжка гарантаваць, часам нават немагчыма апрацаваць, неабходна выкарыстоўваць больш вострыя і зносаўстойлівыя матэрыялы інструмента.
З іншага боку, з хуткім развіццём сучаснайвытворчасць машыні перапрацоўчай прамысловасці, шырокае прымяненне аўтаматычных станкоў, апрацоўчых цэнтраў з лічбавым праграмным кіраваннем (ЧПУ) і беспілотных апрацоўчых майстэрняў, з мэтай далейшага павышэння дакладнасці апрацоўкі, скарачэння часу змены інструмента і павышэння эфектыўнасці апрацоўкі, усё больш актуальнымі з'яўляюцца патрабаванні да больш трывалых і стабільных матэрыялаў інструмента. У гэтым выпадку алмазны інструмент хутка развіваўся, і ў той жа час развіццёматэрыялы для алмазных інструментаўтаксама атрымаў вялікую рэкламу.
Матэрыялы для алмазных інструментаўмаюць шэраг выдатных уласцівасцей, з высокай дакладнасцю апрацоўкі, высокай хуткасцю рэзання і працяглым тэрмінам службы. Напрыклад, выкарыстанне інструментаў Compax (полікрышталічны алмазны кампазітны ліст) можа забяспечыць апрацоўку дзясяткаў тысяч дэталяў поршневых кольцаў з крэмніевага алюмініевага сплаву без істотных змен наканечнікаў інструментаў; апрацоўка лонжеронаў авіяцыйнага алюмінія фрэзамі вялікага дыяметра Compax можа дасягаць хуткасці рэзання да 3660 м/мін; яны непараўнальныя з цвёрдасплаўнымі інструментамі.
Не толькі гэта, выкарыстаннематэрыялы для алмазных інструментаўможа таксама пашырыць поле апрацоўкі і змяніць традыцыйную тэхналогію апрацоўкі. У мінулым для люстраной апрацоўкі можна было выкарыстоўваць толькі працэс шліфавання і паліроўкі, але цяпер можна выкарыстоўваць не толькі інструменты з натуральных монакрышталічных алмазаў, але ў некаторых выпадках таксама звышцвёрдыя кампазітныя інструменты PDC для звышдакладнай рэзкі, каб дасягнуць тачэння замест шліфавання. З ужываннемзвышцвёрдыя інструменты, у галіне апрацоўкі металу з'явіліся некаторыя новыя канцэпцыі, такія як выкарыстанне інструментаў PDC, дзе абмежавальная хуткасць кручэння ўжо не інструмент, а станок, і калі хуткасць кручэння перавышае пэўную хуткасць, апрацоўваемая дэталь і інструмент не награваюцца. Наступствы гэтых рэвалюцыйных канцэпцый вельмі глыбокія і адкрываюць неабмежаваныя перспектывы для сучаснай апрацоўкі металу.
Час публікацыі: 02 лістапада 2022 г.
