Supertvrdi alatni materijal odnosi se na supertvrdi materijal koji se može koristiti kao alat za rezanje. Trenutno se može podijeliti u dvije kategorije: dijamantski alatni materijal za rezanje i kubni borov nitridni alatni materijal za rezanje. Postoji pet glavnih vrsta novih materijala koji su primijenjeni ili se testiraju.
(1) Prirodni i umjetni sintetički veliki monokristalni dijamant
(2) Polidijamantska (PCD) i polidijamantska kompozitna oštrica (PDC)
(3) CVD dijamant
(4) Polikristalni kubni boron amonijak; (PCBN)
(5) CVD premaz kubnog bora i amonijaka
1, prirodni i sintetički veliki monokristalni dijamant
Prirodni dijamant ima ujednačenu kristalnu strukturu bez unutrašnjih granica zrna, tako da ivica alata teoretski može dostići atomsku glatkoću i oštrinu, sa snažnom sposobnošću rezanja, visokom preciznošću i malom silom rezanja. Tvrdoća, otpornost na habanje i koroziju, te hemijska stabilnost prirodnog dijamanta osiguravaju dug vijek trajanja alata, mogu osigurati dugo normalno rezanje i smanjiti utjecaj habanja alata na tačnost obrađenih dijelova. Njegova visoka toplinska provodljivost može smanjiti temperaturu rezanja i toplinsku deformaciju dijelova. Fine karakteristike prirodnog velikog monokristalnog dijamanta mogu zadovoljiti većinu zahtjeva za precizno i ultraprecizno rezanje alatnih materijala. Iako je njegova cijena visoka, i dalje je prepoznat kao idealan precizan i ultraprecizan alatni materijal, može se široko koristiti u obradi nuklearnih reaktora i drugih visokih tehnologija u oblasti ogledala, projektila i raketa, podloga za tvrde diskove računara, super precizne obrade elektronskih topova akceleratora i tradicionalnih dijelova za satove, nakita, olovaka, precizne obrade metalnih ukrasa za pakovanje itd. Osim toga, može se koristiti i za proizvodnju oftalmoloških alata, skalpela za operaciju mozga, ultra tankih bioloških oštrica i drugih medicinskih alata. Trenutni razvoj tehnologije visokih temperatura i visokog pritiska omogućava pripremu velikih monokristalnih dijamanata određene veličine. Prednost ovog materijala za dijamantske alate je njegova dobra veličina, oblik i konzistentnost, što se ne postiže kod proizvoda od prirodnih dijamanata. Zbog nedostatka prirodnih dijamanata velikih dimenzija i visoke cijene, sintetički materijal za dijamantske alate s velikim česticama kao monokristalna zamjena za prirodne dijamante velikih kristala u ultrapreciznoj obradi rezanja, njegova primjena će se brzo razvijati.
2, polikristalni dijamant (PCD) i polikristalna dijamantna kompozitna oštrica (PDC) u poređenju sa velikim monokristalnim dijamantom kao alatnim materijalom od polikristalnog dijamanta (PCD) i polikristalne dijamantne kompozitne oštrice (PDC) imaju sljedeće prednosti: (1) neuređen raspored zrna, izotropnost, bez površine cijepanja. Stoga se ne razlikuje od velikih monokristalnih dijamanata po čvrstoći i tvrdoći kristalne površine.
I otpornost na habanje je veoma različita, a zbog postojanja površine cijepanja i krhka je.
(2) ima visoku čvrstoću, posebno PDC alatni materijal zbog podrške karbidne matrice i visoke otpornosti na udar, udar će uzrokovati samo lomljenje sitnih zrna, a ne veliko urušavanje kao kod monokristala dijamanta, stoga se PCD ili PDC alati mogu koristiti ne samo za precizno rezanje i običnu polupreciznu obradu. Također se mogu koristiti za velike količine grube obrade i povremene obrade (kao što je glodanje itd.), što znatno proširuje raspon upotrebe dijamantskih alatnih materijala.
(3) Veliki PDC alatni blank može se pripremiti kako bi se zadovoljile potrebe velikih alata za obradu kao što je glodalica.
(4) Mogu se izraditi specifični oblici kako bi se zadovoljile potrebe različitih obrada. Zahvaljujući poboljšanju PDC alatnih gredica i tehnologije obrade, kao što su električna iskra, tehnologija laserskog rezanja, mogu se obrađivati i oblikovati gredice u obliku trougla, riblje kosti, zabata i drugih specijalnih oblika. Kako bi se zadovoljile potrebe specijalnih alata za rezanje, mogu se dizajnirati i kao omotane, sendvič i rolne PDC alatne gredice.
(5) Performanse proizvoda mogu se dizajnirati ili predvidjeti, a proizvodu se daju potrebne karakteristike kako bi se prilagodio njegovoj specifičnoj upotrebi. Na primjer, odabirom sitnozrnatog PDC materijala alata može se poboljšati kvalitet oštrice alata; grubozrnati PDC materijal alata može poboljšati trajnost alata.
Zaključno, razvojem PCD i PDC materijala za alate, primjena PCD i PDC alata se brzo proširila na mnoge proizvodne pogone.
Industrija se široko koristi u obradi obojenih metala (aluminij, legure aluminija, bakar, legure bakra, legure magnezija, legure cinka itd.), karbida, keramike, nemetalnih materijala (plastika, tvrda guma, ugljične šipke, drvo, cementni proizvodi itd.), kompozitnih materijala (kao što su vlaknima ojačana plastika CFRP, metalni matrični kompoziti MMC-a za obradu rezanjem), posebno u automobilskoj i drvoprerađivačkoj industriji, što je postalo visokoučinkovita alternativa tradicionalnom karbidu.
Vrijeme objave: 27. mart 2025.
