Розробка ножів займає важливе місце в історії розвитку людства. Ще в 28-20 століттях до нашої ери в Китаї з'явилися латунні і мідні конуси, свердла, ножі та інші мідні ножі. У пізньому періоді Воюючих царств (III ст. до н. е.) мідні ножі почали виготовляти завдяки оволодінню технологією цементації. Свердла та пилки того часу мали певну схожість із сучасними плоскими свердлами та пилками.
картина
Коротка історія ріжучих інструментів
Швидкий розвиток ножів припав наприкінці 18 століття з розвитком таких машин, як парові двигуни.
У 1783 році Рене з Франції вперше виготовив фрези. У 1923 році німець Шроттер винайшов цементований карбід. Коли використовується цементований карбід, ефективність більш ніж вдвічі перевищує ефективність швидкорізальної сталі, а якість поверхні та точність розмірів заготовки, обробленої різанням, також значно покращуються.
Через високу ціну на швидкорізальну сталь і твердий сплав у 1938 році німецька компанія Degusa отримала патент на керамічні ножі. У 1972 році General Electric Company зі Сполучених Штатів виготовила полікристалічні леза з синтетичного алмазу та полікристалічного кубічного нітриду бору. Ці неметалічні інструментальні матеріали дозволяють інструменту різати на вищих швидкостях.
У 1969 році шведська металургійна компанія Sandvik Steel Works отримала патент на виробництво твердосплавних пластин, покритих карбідом титану, методом хімічного осадження з парової фази. У 1972 році Бангша та Лаголан у Сполучених Штатах розробили метод фізичного осадження з парової фази для покриття твердого шару карбіду титану або нітриду титану на поверхні інструментів з цементованого карбіду або швидкорізальної сталі. Метод покриття поверхні поєднує високу міцність і в'язкість основного матеріалу з високою твердістю і зносостійкістю поверхневого шару, завдяки чому композитний матеріал має кращі характеристики різання.
Через високу температуру, високий тиск, високу швидкість і деталі, що працюють в корозійно-рідких середовищах, використовуються все більше і більше важкооброблюваних матеріалів, а рівень автоматизації обробки різанням і вимоги до точності обробки стають все вище і вище. . При виборі кута інструменту необхідно враховувати вплив різних факторів, таких як матеріал заготовки, матеріал інструменту, властивості обробки (чорнова та чистова обробка) тощо, які повинні бути вибрані розумно відповідно до конкретної ситуації.
Загальні інструментальні матеріали: швидкорізальна сталь, цементований карбід (включаючи металокераміку), кераміка, CBN (кубічний нітрид бору), PCD (полікристалічний алмаз), оскільки їхня твердість є твердішою за одиницю, тому загалом швидкість різання також дорівнює одиниці. вище за іншу.
Аналіз характеристик матеріалу інструменту
Швидкорізальна сталь: її можна розділити на звичайну швидкорізальну сталь і високоефективну швидкорізальну сталь.
Звичайна швидкорізальна сталь, наприклад W18Cr4V, широко використовується при виготовленні різних складних ножів. Його швидкість різання, як правило, не надто висока, і становить 40-60 м/хв під час різання звичайних сталевих матеріалів.
Високопродуктивну швидкорізальну сталь, таку як W12Cr4V4Mo, виплавляють шляхом додавання деякої кількості вуглецю, ванадію, кобальту, алюмінію та інших елементів до звичайної швидкорізальної сталі. Його довговічність в 1.5-3 разів перевищує міцність звичайної швидкорізальної сталі.
картина
Цементований твердий сплав: відповідно до GB2075-87 (посилається на стандарт 190) його можна розділити на три категорії: P, M і K. Цементований твердий сплав типу P в основному використовується для обробки чорних металів із довгою стружкою, і синій використовується як позначка; В основному використовується М-тип. Він використовується для обробки чорних металів і кольорових металів, і він позначений жовтим кольором, також відомий як твердий сплав загального призначення. Тип K в основному використовується для обробки чорних металів, кольорових металів і неметалевих матеріалів з короткою стружкою, і він позначений червоним кольором.
Арабські цифри після P, M і K вказують на його продуктивність і навантаження або умови обробки. Чим менше число, тим вища твердість і гірша в'язкість.
картина
Кераміка: Керамічні матеріали мають гарну зносостійкість і можуть обробляти матеріали високої твердості, які важко або неможливо обробити традиційними інструментами. Крім того, керамічні ріжучі інструменти можуть уникнути енергоспоживання обробки відпалу, і, таким чином, також можуть збільшити твердість заготовки та продовжити термін служби машинного обладнання.
Тертя між керамічним лезом і металом невелике під час різання, різання нелегко прилипнути до леза, і нелегко створити нарощений край, і він може виконувати високу швидкість різання. Тому за однакових умов шорсткість поверхні заготовки є відносно низькою. Довговічність інструменту в декілька і навіть десятків разів вище, ніж у традиційних інструментів, що зменшує кількість змін інструменту під час обробки.
Стійкість до високих температур, хороша червона твердість. Він може безперервно різати при 1200 градусах, тому швидкість різання керамічних пластин може бути набагато вищою, ніж у цементованого карбіду. Він може виконувати високошвидкісне різання або реалізувати «заміну шліфування на токарну та фрезерну». Ефективність різання в 3-10 разів вища, ніж у традиційних ріжучих інструментів, і досягається ефект економії людино-годин, електроенергії та кількості верстатів на 30 відсотків -70 відсотків або більше.
картина
CBN: це другий за твердістю матеріал, відомий на даний момент. Твердість композитного листа CBN зазвичай HV3000~5000, який має високу термічну стабільність і високотемпературну твердість, а також має високу стійкість до окислення. При 1000 градусів C Окислення не відбувається, і хімічна реакція не відбувається з матеріалами на основі заліза при 1200-1300 градусах C. Він має хорошу теплопровідність і низький коефіцієнт тертя.
картина
Полікристалічний алмаз PCD: алмазні ножі мають такі характеристики, як висока твердість, висока міцність на стиск, хороша теплопровідність і зносостійкість, а також можуть отримати високу точність обробки та ефективність обробки при високошвидкісному різанні. Оскільки структура PCD являє собою дрібнозернисте алмазне спечене тіло з різними орієнтаціями, його твердість і зносостійкість все ще нижчі, ніж у монокристалічного алмазу, незважаючи на додавання сполучного. Спорідненість із кольоровими металами та неметалевими матеріалами дуже мала, і стружка нелегко прилипає до кінчика інструменту, щоб утворити нарощений край під час обробки.
картина
Підведіть підсумки
Область застосування кожного матеріалу
Швидкорізальна сталь: в основному використовується у випадках, що вимагають високої в’язкості, наприклад у формувальних інструментах і складних формах;
Цементований карбід: найширший спектр застосування, в основному здатний;
Кераміка: в основному використовується для грубої обробки та високошвидкісної обробки твердих деталей токарної обробки та чавунних деталей;
CBN: в основному використовується для токарної обробки твердих деталей і високошвидкісної обробки чавунних деталей (загалом, він ефективніший, ніж кераміка, з точки зору зносостійкості, ударної в’язкості та стійкості до руйнування);
PCD: в основному використовується для високоефективного різання кольорових металів і неметалевих матеріалів.
