Moderné materiály pre rezné nástroje zažili viac ako 100-ročnú históriu vývoja od uhlíkovej nástrojovej ocele po vysokorýchlostnú nástrojovú oceľ,slinutý karbid, keramický nástrojasupertvrdé nástrojové materiály. V druhej polovici 18. storočia bola pôvodným nástrojovým materiálom najmä uhlíková nástrojová oceľ. Pretože sa v tom čase používal ako najtvrdší materiál, ktorý sa dal opracovať na rezné nástroje. Uhlíkové nástrojové ocele však majú pre svoju veľmi nízku žiaruvzdornú teplotu (pod 200°C) tú nevýhodu, že pri rezaní vysokou rýchlosťou sú okamžite a úplne otupené rezným teplom a rozsah rezu je obmedzený. Preto sa tešíme na nástrojové materiály, ktoré možno rezať vysokou rýchlosťou. Materiál, ktorý odráža toto očakávanie, je rýchlorezná oceľ.
Rýchlorezná oceľ, známa aj ako čelná oceľ, bola vyvinutá americkými vedcami v roku 1898. Nejde ani tak o to, že obsahuje menej uhlíka ako uhlíková nástrojová oceľ, ale o to, že je pridaný volfrám. Vzhľadom na úlohu tvrdého karbidu volfrámu sa jeho tvrdosť neznižuje za podmienok vysokej teploty, a pretože ho možno rezať rýchlosťou oveľa vyššou ako je rýchlosť rezania uhlíkovej nástrojovej ocele, nazýva sa to vysokorýchlostná oceľ. V rokoch 1900~-1920 sa objavila rýchlorezná oceľ s vanádom a kobaltom a jej tepelná odolnosť sa zvýšila na 500~600 °C. Rýchlosť rezania ocele dosahuje 30 ~ 40 m / min, čo sa zvyšuje takmer 6-krát. Odvtedy sa sériovou výrobou základných prvkov vytvárajú volfrámové a molybdénové rýchlorezné ocele. Doteraz je široko používaný. Vznik rýchloreznej ocele spôsobil a
revolúcia v spracovaní rezania, ktorá výrazne zlepšuje produktivitu rezania kovov a vyžaduje úplnú zmenu štruktúry obrábacieho stroja, aby sa prispôsobil požiadavkám rezného výkonu tohto nového nástrojového materiálu. Vznik a ďalší vývoj nových obrábacích strojov zase viedol k vývoju lepších nástrojov na nástroje a nástroje boli stimulované a vyvíjané. V podmienkach novej výrobnej technológie majú nástroje z rýchloreznej ocele tiež problém s obmedzením životnosti nástroja vplyvom rezného tepla pri rezaní vysokou rýchlosťou. Keď rýchlosť rezania dosiahne 700 °C, rýchlorezná oceľ
hrot je úplne tupý a pri rýchlosti rezania nad touto hodnotou je úplne nemožné rezať. V dôsledku toho sa objavili karbidové nástrojové materiály, ktoré si zachovávajú dostatočnú tvrdosť za podmienok vyšších rezných teplôt, ako sú vyššie uvedené, a možno ich rezať pri vyšších rezných teplotách.
Mäkké materiály je možné rezať tvrdými materiálmi a na rezanie tvrdých materiálov je potrebné použiť materiály, ktoré sú tvrdšie ako on. Najtvrdšou látkou na Zemi je momentálne diamant. Hoci prírodné diamanty boli v prírode objavené už dlho a majú za sebou dlhú históriu ich používania ako rezných nástrojov, syntetické diamanty boli tiež úspešne syntetizované už začiatkom 50-tych rokov 20. storočia, ale skutočné využitie diamantov na výrobumateriály pre priemyselné rezné nástrojeje stále záležitosťou posledných desaťročí.
Na jednej strane s rozvojom moderných kozmických a leteckých technológií sa čoraz viac využíva používanie moderných strojárskych materiálov, aj keď vylepšená rýchlorezná oceľ, slinutý karbid, resp.nové keramické nástrojové materiálypri rezaní tradičných spracovávaných obrobkov sa rýchlosť rezania a produktivita rezania zdvojnásobili alebo dokonca niekoľkonásobne zvýšili, ale pri ich použití na spracovanie vyššie uvedených materiálov je životnosť nástroja a účinnosť rezania stále veľmi nízka a kvalita rezu je náročná zaručiť, niekedy dokonca nemožno spracovať, potrebu používať ostrejšie a odolnejšie nástrojové materiály.
Na druhej strane s rýchlym rozvojom modernejstrojárskej výrobya spracovateľský priemysel, široké uplatnenie automatických obrábacích strojov, obrábacích centier s počítačovým numerickým riadením (CNC) a bezobslužných obrábacích dielní, aby sa ďalej zlepšila presnosť spracovania, skrátil sa čas výmeny nástrojov a zlepšila sa účinnosť spracovania, sú stále naliehavejšie požiadavky vyrobené tak, aby mali odolnejšie a stabilnejšie materiály nástrojov. V tomto prípade sa diamantové nástroje rýchlo rozvíjali a zároveň sa rozvíjalimateriály diamantových nástrojovbola tiež výrazne propagovaná.
Materiály diamantových nástrojovmajú rad vynikajúcich vlastností s vysokou presnosťou spracovania, rýchlou reznou rýchlosťou a dlhou životnosťou. Napríklad použitie nástrojov Compax (polykryštalický diamantový kompozitný plech) môže zabezpečiť spracovanie desiatok tisíc dielov piestnych krúžkov zo zliatiny kremíka a hliníka a ich hroty nástrojov sú v podstate nezmenené; Obrábanie leteckých hliníkových nosníkov s veľkopriemerovými frézami Compax môže dosiahnuť reznú rýchlosť až 3660 m/min; Tie sú neporovnateľné s nástrojmi z tvrdokovu.
Nielen to, použitiemateriály diamantových nástrojovmôže tiež rozšíriť oblasť spracovania a zmeniť tradičnú technológiu spracovania. V minulosti sa pri zrkadlovom spracovaní mohol používať iba proces brúsenia a leštenia, ale teraz nielen prírodné monokryštálové diamantové nástroje, ale v niektorých prípadoch sa môžu použiť aj supertvrdé kompozitné nástroje PDC na veľmi presné rezanie na blízko, aby sa dosiahlo sústruženie. namiesto brúsenia. S aplikáciousuper tvrdé nástroje, objavili sa niektoré nové koncepcie v oblasti obrábania, ako je použitie PDC nástrojov, obmedzujúcou rýchlosťou otáčania už nie je nástroj, ale obrábací stroj, a keď rýchlosť otáčania prekročí určitú rýchlosť, obrobok a nástroj áno. nie teplo. Dôsledky týchto prelomových konceptov sú hlboké a ponúkajú neobmedzené vyhliadky pre moderný obrábací priemysel.
Čas uverejnenia: 2. novembra 2022
