Superhardt verktøymateriale refererer til superhardt materiale som kan brukes som skjæreverktøy. For tiden kan det deles inn i to kategorier: diamantskjæreverktøymateriale og kubisk bornitridskjæreverktøymateriale. Det finnes fem hovedtyper av nye materialer som har blitt brukt eller er under testing.
(1) Naturlig og kunstig syntetisk stor enkeltkrystalldiamant
(2) Polydiamantblad (PCD) og polydiamantkomposittblad (PDC)
(3) CVD-diamant
(4) Polykrystallinsk kubisk bor-ammoniakk; (PCBN)
(5) CVD kubisk bor-ammoniakkbelegg
1, naturlig og syntetisk stor enkeltkrystalldiamant
Naturlig diamant har en jevn krystallstruktur uten indre korngrense, slik at verktøykanten teoretisk sett kan oppnå atomær glatthet og skarphet, med sterk skjæreevne, høy presisjon og liten skjærekraft. Hardheten, slitestyrken, korrosjonsmotstanden og den kjemiske stabiliteten til naturlig diamant sikrer verktøyets lange levetid, kan sikre lang normal skjæring og redusere virkningen av verktøyslitasje på nøyaktigheten til de bearbeidede delene. Dens høye termiske ledningsevne kan redusere skjæretemperaturen og den termiske deformasjonen av delene. De fine egenskapene til naturlig storkrystalldiamant kan oppfylle de fleste kravene til presisjon og ultrapresisjonsskjæring for verktøymaterialer. Selv om prisen er høy, er den fortsatt anerkjent som det ideelle presisjons- og ultrapresisjonsverktøymaterialet, og kan brukes mye i prosessering av kjernereaktorer og annen høyteknologi innen speil, missiler og raketter, harddisksubstrat for datamaskiner, superpresisjonsbearbeiding av akseleratorelektronkanoner og tradisjonelle klokkedeler, smykker, penner, presisjonsbearbeiding av emballasjemetalldekorasjon, etc. I tillegg kan den også brukes til å produsere oftalmologi, hjernekirurgi-skalpeller, ultratynne biologiske blader og andre medisinske verktøy. Den nåværende utviklingen av høytemperatur- og høytrykksteknologi gjør det mulig å fremstille store enkeltkrystalldiamanter med en viss størrelse. Fordelen med dette diamantverktøymaterialet er dets gode størrelse, form og konsistens, noe som ikke oppnås i naturlige diamantprodukter. På grunn av knapphet på store naturlige diamanter, dyr pris, vil syntetisk storpartikkel-enkeltkrystall-diamantverktøymateriale i ultrapresisjonsskjæringsprosessering som en naturlig storkrystall-erstatning for enkeltkrystalldiamanter utvikle seg raskt.
2. Polykrystalldiamant (PCD) og polykrystalldiamantkomposittblad (PDC) har følgende fordeler sammenlignet med store enkeltkrystalldiamanter som verktøymateriale. Polykrystalldiamant (PCD) og polykrystalldiamantkomposittblad (PDC) har følgende fordeler: (1) Kornforstyrrelser, isotropisk overflate og ingen kløyving. Derfor har de ikke ulik krystalloverflatestyrke og hardhet som store enkeltkrystalldiamanter.
Og slitestyrken er svært forskjellig, og på grunn av tilstedeværelsen av kløyveflaten er den sprø.
(2) har høy styrke, spesielt PDC-verktøymaterialet på grunn av støtten av karbidmatrise og har høy slagfasthet. Slag vil kun produsere små kornbrudd, ikke som enkrystalldiamant med stort kollaps. Derfor kan PCD- eller PDC-verktøy ikke bare brukes til presisjonsskjæring og vanlig halvpresisjonsmaskinering. Men kan også brukes til grovmaskinering av store mengder og intermitterende prosessering (som fresing, etc.), noe som utvider bruksområdet til diamantverktøymaterialer betraktelig.
(3) Store PDC-verktøyemner kan fremstilles for å møte behovene til store maskineringsverktøy som freser.
(4) Spesifikke former kan lages for å møte behovene til ulike prosesseringsbehov. På grunn av forbedringen av PDC-verktøybarrer og prosesseringsteknologi som elektrisk gnist, laserskjæringsteknologi, kan trekant-, fiskebens-, gavl- og andre spesialformede bladbarrer bearbeides og formes. For å møte behovene til spesielle skjæreverktøy, kan de også utformes som innpakket, sandwich- og rullet PDC-verktøybarrer.
(5) Produktets ytelse kan designes eller forutsies, og produktet gis de nødvendige egenskapene for å tilpasse seg den spesifikke bruken. For eksempel kan valg av finkornet PDC-verktøymateriale forbedre verktøyets eggkvalitet; grovkornet PDC-verktøymateriale kan forbedre verktøyets holdbarhet.
Avslutningsvis, med utviklingen av PCD- og PDC-verktøymaterialer, har bruken av PCD- og PDC-verktøy blitt raskt utvidet til mange produksjonsindustrier.
Industrien er mye brukt i skjæreprosessering av ikke-jernholdige metaller (aluminium, aluminiumslegering, kobber, kobberlegering, magnesiumlegering, sinklegering, etc.), karbid, keramikk, ikke-metalliske materialer (plast, hardgummi, karbonstenger, tre, sementprodukter, etc.), komposittmaterialer (som fiberforsterket plast CFRP, metallmatrisekompositt MMC), spesielt i bil- og treforedlingsindustrien, og har blitt et høytytende alternativ til tradisjonell karbid.
Publisert: 27. mars 2025
