Ülikõva tööriistamaterjal viitab ülikõvale materjalile, mida saab kasutada lõikeriistana. Praegu saab selle jagada kahte kategooriasse: teemantlõikeriistade materjal ja kuubiline boornitriidist lõikeriistade materjal. On olemas viis peamist uut materjali, mida on juba rakendatud või katsetatakse.
(1) Looduslik ja tehislik sünteetiline suur monokristallteemant
(2) Polüteemant (PCD) ja polüteemantkomposiittera (PDC)
(3) CVD-teemant
(4) Polükristalliline kuubiline boorammoniaak (PCBN);
(5) CVD kuubilise boorammoniaagiga kate
1, looduslik ja sünteetiline suur monokristalliline teemant
Looduslik teemant on ühtlane kristallstruktuur ilma sisemise terapiirita, nii et tööriista serv võib teoreetiliselt saavutada aatomilise sileduse ja teravuse, millel on tugev lõikevõime, kõrge täpsus ja väike lõikejõud. Loodusliku teemandi kõvadus, kulumiskindlus, korrosioonikindlus ja keemiline stabiilsus tagavad tööriista pika eluea, pikaajalise normaalse lõike ja vähendavad tööriista kulumise mõju töödeldavate osade täpsusele. Selle kõrge soojusjuhtivus võib vähendada lõiketemperatuuri ja osade termilist deformatsiooni. Loodusliku suure monokristalli teemandi peened omadused vastavad enamikule tööriistamaterjalide täppis- ja ülitäpse lõikamise nõuetele. Kuigi selle hind on kõrge, peetakse seda siiski ideaalseks täppis- ja ülitäpseks tööriistamaterjaliks ning seda saab laialdaselt kasutada tuumareaktorite ja muude kõrgtehnoloogia valdkondade töötlemisel peeglite, rakettide ja rakettide, arvuti kõvaketta aluspinna, kiirendi elektronpüstoli ülitäpse töötlemise ning traditsiooniliste kellade osade, ehete, pastakate, metallkaunistuste täppistöötluse jms valdkonnas. Lisaks saab seda kasutada ka oftalmoloogia, ajukirurgia skalpelli, üliõhukeste bioloogiliste terade ja muude meditsiiniliste tööriistade tootmiseks. Kõrgtemperatuuri ja kõrgsurve tehnoloogia praegune areng võimaldab valmistada teatud suurusega suuri monokristallilisi teemante. Selle teemanttööriistamaterjali eeliseks on hea suurus, kuju ja konsistentsi omadused, mida looduslike teemanttoodete puhul ei saavutata. Kuna suurte looduslike teemantide pakkumist on vähe ja hind on kõrge, arendatakse sünteetilist suurte osakestega monokristallilist teemanttööriistamaterjali ülitäpse lõikamise protsessis loodusliku suure monokristallilise teemandi asendajana ning selle rakendusala areneb kiiresti.
2. Polükristalliline teemant (PCD) ja polükristalliline teemantkomposiittera (PDC) on võrreldes suurte monokristalliliste teemantidega tööriistamaterjalina järgmised eelised: (1) terade korrastamata paigutus, isotroopne ja lõhenemisvastane pind. Seetõttu erineb see suurtest monokristallidest teemantidest erineva kristalli pinna tugevuse ja kõvadusega.
Ja kulumiskindlus on väga erinev ning lõhenemispinna olemasolu tõttu on see habras.
(2) on suure tugevusega, eriti PDC tööriistamaterjalil tänu karbiidmaatriksi toele ja suurele löögikindlusele, löögi korral purunevad ainult väikesed terad, erinevalt teemantide suurest purunemisest. Seega saab PCD- või PDC-tööriista kasutada mitte ainult täppislõikamiseks ja tavaliseks pooltäppistöötluseks, vaid ka suuremahuliseks töötlemata töötlemiseks ja katkendlikuks töötlemiseks (nt freesimine jne), mis laiendab oluliselt teemanttööriistade materjalide kasutusala.
(3) Suurte PDC-tööriistade toorikuid saab valmistada vastavalt suurtele töötlemisriistadele, näiteks freespinkidele.
(4) Erinevate töötlemisvajaduste rahuldamiseks saab valmistada spetsiifilisi kujusid. Tänu PDC tööriistatooriku ja töötlemistehnoloogia, näiteks sädeme ja laserlõikustehnoloogia täiustustele saab töödelda ja vormida kolmnurk-, kalasaba-, viilkatusega ja muid erikujulisi teratoorikuid. Spetsiaalsete lõikeriistade vajaduste rahuldamiseks saab seda kujundada ka mähitud, võileiva- ja rull-PDC tööriistatoorikuna.
(5) Toote toimivust saab kujundada või ennustada ning tootele antakse vajalikud omadused, et see kohanduks selle konkreetse kasutusotstarbega. Näiteks peeneteralise PDC-tööriistamaterjali valimine võib parandada tööriista serva kvaliteeti; jämedateraline PDC-tööriistamaterjal võib parandada tööriista vastupidavust.
Kokkuvõtteks võib öelda, et PCD ja PDC tööriistamaterjalide arendamisega on PCD ja PDC tööriistade rakendusala kiiresti laienenud paljudesse tootmisvaldkondadesse.
Tööstuses kasutatakse laialdaselt värviliste metallide (alumiinium, alumiiniumisulam, vask, vasesulam, magneesiumisulam, tsingisulam jne), karbiidi, keraamika, mittemetalliliste materjalide (plastik, kõvakumm, süsinikvardad, puit, tsemenditooted jne), komposiitmaterjalide (näiteks kiudtugevdatud plastik, CFRP, metallmaatrikskomposiit) lõikamist. MMC-de lõikamine, eriti autotööstuses ja puidutöötlemistööstuses, on muutunud traditsioonilise karbiidi kõrgjõudlusega alternatiiviks.
Postituse aeg: 27. märts 2025
