I materiali moderni per utensili da taglio hanno vissuto più di 100 anni di storia di sviluppo, dall'acciaio al carbonio per utensili all'acciaio rapido per utensili,carburo cementato, strumento in ceramicaEmateriali per utensili superduriNella seconda metà del XVIII secolo, il materiale originale per utensili era principalmente l'acciaio al carbonio. A quel tempo, infatti, era utilizzato come il materiale più duro che potesse essere lavorato per ottenere utensili da taglio. Tuttavia, a causa della sua bassissima resistenza al calore (inferiore a 200 °C), gli acciai al carbonio per utensili presentano lo svantaggio di smussarsi immediatamente e completamente a causa del calore di taglio quando si taglia ad alte velocità, e il range di taglio è limitato. Pertanto, siamo alla ricerca di materiali per utensili che possano essere lavorati ad alte velocità. Il materiale che emerge per riflettere questa aspettativa è l'acciaio rapido.
L'acciaio rapido, noto anche come acciaio frontale, è stato sviluppato da scienziati americani nel 1898. Non è tanto il fatto che contenga meno carbonio rispetto all'acciaio per utensili al carbonio, quanto piuttosto l'aggiunta di tungsteno. Grazie al ruolo del carburo di tungsteno, la sua durezza non si riduce alle alte temperature e, poiché può essere tagliato a una velocità molto superiore a quella di taglio dell'acciaio per utensili al carbonio, è chiamato acciaio rapido. Dal 1900 al 1920, apparve l'acciaio rapido con vanadio e cobalto, e la sua resistenza al calore fu aumentata a 500~600 °C. La velocità di taglio dell'acciaio da taglio raggiunge i 30~40 m/min, con un aumento di quasi 6 volte. Da allora, con la serializzazione dei suoi elementi costitutivi, sono stati formati acciai rapidi al tungsteno e al molibdeno. È ancora ampiamente utilizzato oggi. L'emergere dell'acciaio rapido ha causato un
rivoluzione nella lavorazione del taglio, migliorando notevolmente la produttività del taglio dei metalli e richiedendo una completa modifica della struttura della macchina utensile per adattarla ai requisiti di prestazioni di taglio di questo nuovo materiale. L'emergere e l'ulteriore sviluppo di nuove macchine utensili, a sua volta, ha portato allo sviluppo di materiali per utensili migliori, e gli utensili sono stati stimolati e sviluppati. Nelle nuove condizioni della tecnologia di produzione, gli utensili in acciaio rapido presentano anche il problema di limitarne la durata a causa del calore di taglio durante il taglio ad alta velocità. Quando la velocità di taglio raggiunge i 700 °C, l'acciaio rapido
La punta è completamente smussata e, a velocità di taglio superiori a questo valore, è completamente impossibile tagliare. Di conseguenza, sono emersi materiali per utensili in metallo duro che mantengono una durezza sufficiente a temperature di taglio più elevate di quelle sopra indicate e possono essere lavorati a temperature di taglio più elevate.
I materiali morbidi possono essere tagliati con materiali duri, e per tagliare materiali duri è necessario utilizzare materiali più duri. La sostanza più dura sulla Terra al momento è il diamante. Sebbene i diamanti naturali siano stati scoperti da tempo in natura e abbiano una lunga storia di utilizzo come utensili da taglio, anche i diamanti sintetici sono stati sintetizzati con successo già all'inizio degli anni '50 del XX secolo, ma il vero utilizzo dei diamanti per la produzione di...materiali per utensili da taglio industrialiè ancora una questione degli ultimi decenni.
Da un lato, con lo sviluppo della moderna tecnologia spaziale e aerospaziale, l'uso di materiali ingegneristici moderni sta diventando sempre più abbondante, sebbene l'acciaio rapido migliorato, il carburo cementato enuovi materiali per utensili in ceramicanel taglio di pezzi lavorati in modo tradizionale, la velocità di taglio e la produttività di taglio sono raddoppiate o addirittura aumentate di decine di volte, ma quando vengono utilizzati per lavorare i materiali sopra menzionati, la durata dell'utensile e l'efficienza di taglio sono ancora molto basse e la qualità di taglio è difficile da garantire, a volte addirittura impossibile da elaborare, la necessità di utilizzare materiali per utensili più affilati e resistenti all'usura.
D'altra parte, con il rapido sviluppo della modernaproduzione di macchinarie nell'industria di trasformazione, con l'ampia applicazione di macchine utensili automatiche, centri di lavoro a controllo numerico computerizzato (CNC) e officine di lavorazione senza operatore, al fine di migliorare ulteriormente la precisione di lavorazione, ridurre i tempi di cambio utensile e migliorare l'efficienza di lavorazione, si rendono sempre più urgenti i requisiti di materiali per utensili più durevoli e stabili. In questo caso, gli utensili diamantati si sono sviluppati rapidamente e, allo stesso tempo, lo sviluppo dimateriali per utensili diamantatiè stato anche ampiamente promosso.
Materiali per utensili diamantatiPresentano una serie di eccellenti proprietà, con elevata precisione di lavorazione, elevata velocità di taglio e lunga durata. Ad esempio, l'utilizzo di utensili Compax (lastra composita in diamante policristallino) può garantire la lavorazione di decine di migliaia di componenti di fasce elastiche in lega di silicio e alluminio, mantenendo sostanzialmente invariate le punte degli utensili; la lavorazione di longheroni in alluminio per aeromobili con frese Compax di grande diametro può raggiungere velocità di taglio fino a 3660 m/min; queste sono incomparabili agli utensili in metallo duro.
Non solo, l'uso dimateriali per utensili diamantatiPuò anche ampliare il campo di lavorazione e modificare la tecnologia di lavorazione tradizionale. In passato, la lavorazione degli specchi poteva utilizzare solo il processo di molatura e lucidatura, ma ora non solo utensili in diamante monocristallino naturale, ma in alcuni casi possono essere utilizzati anche utensili compositi superduri PDC per un taglio ravvicinato ad altissima precisione, per ottenere una tornitura anziché una rettifica. Con l'applicazione diutensili super duri, sono emersi alcuni nuovi concetti nel campo della lavorazione meccanica, come l'utilizzo di utensili PDC, la velocità di tornitura limite non è più l'utensile ma la macchina utensile, e quando la velocità di tornitura supera una certa velocità, il pezzo e l'utensile non si riscaldano. Le implicazioni di questi concetti rivoluzionari sono profonde e offrono prospettive illimitate per la moderna industria della lavorazione meccanica.
Data di pubblicazione: 02-11-2022
