Els materials d'eines de tall modernes han experimentat més de 100 anys d'història de desenvolupament, des de l'acer al carboni fins a l'acer d'alta velocitat.carbur cimentat, eina de ceràmicaimaterials d'eina superdursA la segona meitat del segle XVIII, el material original per a eines era principalment l'acer al carboni per a eines. Perquè en aquell moment s'utilitzava com el material més dur que es podia mecanitzar en eines de tall. Tanmateix, a causa de la seva temperatura de resistència a la calor molt baixa (per sota dels 200 °C), els acers al carboni per a eines tenen el desavantatge de ser immediatament i completament opacs a causa de la calor de tall quan es tallen a altes velocitats, i el rang de tall és limitat. Per tant, esperem materials per a eines que es puguin tallar a altes velocitats. El material que sorgeix per reflectir aquesta expectativa és l'acer ràpid.
L'acer ràpid, també conegut com a acer frontal, va ser desenvolupat per científics americans el 1898. No és tant que contingui menys carboni que l'acer per a eines de carboni, sinó que s'hi afegeix tungstè. A causa del paper del carbur de tungstè dur, la seva duresa no es redueix en condicions d'alta temperatura i, com que es pot tallar a una velocitat molt superior a la velocitat de tall de l'acer per a eines de carboni, s'anomena acer ràpid. Des del 1900 fins al 1920, va aparèixer l'acer ràpid amb vanadi i cobalt, i la seva resistència a la calor va augmentar fins a 500~600 °C. La velocitat de tall de l'acer de tall arriba als 30~40 m/min, cosa que augmenta gairebé 6 vegades. Des de llavors, amb la serialització dels seus elements constituents, s'han format acers ràpids de tungstè i molibdè. Encara s'utilitza àmpliament fins ara. L'aparició de l'acer ràpid ha provocat una
revolució en el processament de tall, millorant considerablement la productivitat del tall de metalls i requerint un canvi complet en l'estructura de la màquina-eina per adaptar-se als requisits de rendiment de tall d'aquest nou material d'eina. L'aparició i el desenvolupament posterior de noves màquines-eina, al seu torn, ha conduït al desenvolupament de millors materials per a eines, i les eines s'han estimulat i desenvolupat. En les noves condicions de la tecnologia de fabricació, les eines d'acer ràpid també tenen el problema de limitar la durabilitat de l'eina a causa de la calor de tall quan es talla a alta velocitat. Quan la velocitat de tall arriba als 700 °C, l'acer ràpid
la punta és completament desafilada i, a una velocitat de tall superior a aquest valor, és completament impossible tallar. Com a resultat, han aparegut materials d'eina de carbur que mantenen una duresa suficient en condicions de temperatura de tall més elevades que les anteriors i es poden tallar a temperatures de tall més elevades.
Els materials tous es poden tallar amb materials durs, i per tallar materials durs, cal utilitzar materials que siguin més durs que ell. La substància més dura de la Terra actualment és el diamant. Tot i que els diamants naturals fa temps que es descobreixen a la natura i tenen una llarga història d'utilitzar-los com a eines de tall, els diamants sintètics també s'han sintetitzat amb èxit ja a principis dels anys 50 del segle XX, però l'ús real dels diamants per fabricar àmpliament...materials d'eines de tall industrialsencara és una qüestió de les últimes dècades.
D'una banda, amb el desenvolupament de la tecnologia espacial moderna i la tecnologia aeroespacial, l'ús de materials d'enginyeria moderns és cada cop més abundant, tot i que l'acer ràpid millorat, el carbur cimentat inous materials d'eines ceràmiquesEn el tall de peces de processament tradicionals, la velocitat de tall i la productivitat de tall es van duplicar o fins i tot augmentar desenes de vegades, però quan s'utilitzen per processar els materials anteriors, la durabilitat de l'eina i l'eficiència de tall continuen sent molt baixes, i la qualitat de tall és difícil de garantir, de vegades fins i tot no es pot processar, la necessitat d'utilitzar materials d'eina més afilats i resistents al desgast.
D'altra banda, amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia modernafabricació de maquinàriai la indústria de processament, l'àmplia aplicació de màquines-eina automàtiques, centres de mecanitzat de control numèric per ordinador (CNC) i tallers de mecanitzat no tripulats, per tal de millorar encara més la precisió del processament, reduir el temps de canvi d'eines i millorar l'eficiència del processament, es fan requisits cada cop més urgents per tenir materials d'eina més duradors i estables. En aquest cas, les eines de diamant s'han desenvolupat ràpidament i, alhora, el desenvolupament dematerials d'eines de diamanttambé s'ha promocionat molt.
Materials d'eines de diamanttenen una sèrie d'excel·lents propietats, amb una alta precisió de processament, una velocitat de tall ràpida i una llarga vida útil. Per exemple, l'ús d'eines Compax (làmina composta de diamant policristal·lí) pot garantir el processament de desenes de milers de peces d'anells de pistó d'aliatge d'alumini i silici i les seves puntes d'eina es mantenen bàsicament sense canvis; El mecanitzat de llargades d'alumini d'avions amb freses de gran diàmetre Compax pot assolir velocitats de tall de fins a 3660 m/min; Aquestes són incomparables amb les eines de carbur.
No només això, l'ús dematerials d'eines de diamanttambé pot ampliar el camp de processament i canviar la tecnologia de processament tradicional. En el passat, el processament de miralls només podia utilitzar el procés de mòlta i polit, però ara no només es poden utilitzar eines de diamant monocristall natural, sinó que també en alguns casos es poden utilitzar eines de material compost superdures PDC per a un tall de precisió superprecis, per aconseguir tornejat en lloc de mòlta. Amb l'aplicació deeines superdures, han sorgit alguns conceptes nous en el camp del mecanitzat, com ara l'ús d'eines PDC, la velocitat de gir limitant ja no és l'eina sinó la màquina-eina, i quan la velocitat de gir supera una determinada velocitat, la peça i l'eina no s'escalfen. Les implicacions d'aquests conceptes innovadors són profundes i ofereixen perspectives il·limitades per a la indústria del mecanitzat moderna.
Data de publicació: 02-11-2022
