Supertvrdý nástrojový materiál označuje supertvrdý materiál, ktorý sa môže použiť ako rezný nástroj. V súčasnosti ho možno rozdeliť do dvoch kategórií: diamantový rezný nástrojový materiál a kubický nitrid bóru. Existuje päť hlavných druhov nových materiálov, ktoré boli použité alebo sú v štádiu testovania.
(1) Prírodný a umelý syntetický veľký monokryštálový diamant
(2) Polydiamantový (PCD) a polydiamantový kompozitný kotúč (PDC)
(3) diamant CVD
(4) Polykryštalický kubický bórový amoniak; (PCBN)
(5) CVD povlak z kubického bóru amoniaku
1, prírodný a syntetický veľký monokryštálový diamant
Prírodný diamant má jednotnú kryštalickú štruktúru bez vnútorných hraníc zŕn, takže ostrie nástroja môže teoreticky dosiahnuť atómovú hladkosť a ostrosť, so silnou reznou schopnosťou, vysokou presnosťou a malou reznou silou. Tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a korózii a chemická stabilita prírodného diamantu zabezpečujú dlhú životnosť nástroja, zabezpečujú dlhé normálne rezanie a znižujú vplyv opotrebenia nástroja na presnosť obrábaných dielov. Jeho vysoká tepelná vodivosť môže znížiť teplotu rezania a tepelnú deformáciu dielov. Jemné vlastnosti prírodného veľkého monokryštálového diamantu dokážu splniť väčšinu požiadaviek na presné a ultra presné rezanie nástrojových materiálov. Hoci je jeho cena vysoká, stále je uznávaný ako ideálny presný a ultra presný nástrojový materiál a môže sa široko používať pri spracovaní jadrových reaktorov a iných špičkových technológií v oblasti zrkadiel, rakiet a rakiet, substrátov pevných diskov počítačov, super presného obrábania elektrónových zbraní urýchľovačov a tradičných hodinkových dielov, šperkov, pier, presného spracovania kovových dekorácií obalov atď. Okrem toho sa môže použiť aj na výrobu oftalmologických nástrojov, skalpelov na operácie mozgu, ultra tenkých biologických čepelí a iných lekárskych nástrojov. Súčasný vývoj technológie vysokoteplotnej a vysokotlakovej výroby umožňuje prípravu veľkých monokryštálov diamantu s určitou veľkosťou. Výhodou tohto diamantového nástrojového materiálu je jeho dobrá veľkosť, tvar a konzistencia, čo sa u prírodných diamantových produktov nedosahuje. Vzhľadom na nedostatok prírodných diamantov s veľkými časticami a vysokú cenu sa jeho aplikácia v ultra presnom rezaní ako náhrada za prírodné veľké monokryštály diamantu rýchlo rozvíja.
2, polykryštalický diamant (PCD) a polykryštalický diamantový kompozitný kotúč (PDC) v porovnaní s veľkým monokryštalickým diamantom ako nástrojovým materiálom z polykryštalického diamantu (PCD) a polykryštalického diamantového kompozitného kotúča (PDC) majú nasledujúce výhody: (1) neusporiadané usporiadanie zŕn, izotropné, bez štiepneho povrchu. Preto sa na rozdiel od veľkého monokryštalického diamantu líšia pevnosťou a tvrdosťou povrchu.
A odolnosť voči opotrebovaniu je veľmi odlišná a kvôli existencii štiepneho povrchu je krehká.
(2) má vysokú pevnosť, najmä vďaka podpore karbidovej matrice a vysokej odolnosti voči nárazu, náraz spôsobí len malé zlomenie zŕn, nie veľké zrútenie monokryštálov diamantu, takže nástroje PCD alebo PDC sa dajú použiť nielen na presné rezanie a bežné poloprecízne obrábanie, ale aj na veľké hrubé obrábanie a prerušované spracovanie (napríklad frézovanie atď.), čo výrazne rozširuje rozsah použitia diamantových nástrojových materiálov.
(3) Veľký polotovar PDC nástroja je možné pripraviť tak, aby spĺňal potreby veľkých obrábacích nástrojov, ako je napríklad fréza.
(4) Je možné vyrobiť špecifické tvary, aby sa splnili potreby rôznych druhov spracovania. Vďaka zdokonaleniu PDC nástrojových polotovarov a technológií spracovania, ako je napríklad elektrická iskra, laserové rezanie, je možné spracovať a tvarovať trojuholníkové, rybie kosti, štítové a iné špeciálne tvarované čepele. Na splnenie potrieb špeciálnych rezných nástrojov je možné ich vyrobiť aj ako obalené, sendvičové a valcované PDC nástrojové polotovary.
(5) Výkon produktu je možné navrhnúť alebo predpovedať a produktu sa priradia potrebné vlastnosti na prispôsobenie sa jeho špecifickému použitiu. Napríklad výber jemnozrnného materiálu nástroja PDC môže zlepšiť kvalitu ostria nástroja; hrubozrnný materiál nástroja PDC môže zlepšiť trvanlivosť nástroja.
Záverom možno povedať, že s vývojom materiálov pre nástroje PCD a PDC sa ich použitie rýchlo rozšírilo do mnohých výrobných odvetví.
Priemysel sa široko používa v neželezných kovoch (hliník, hliníkové zliatiny, meď, medené zliatiny, horčíkové zliatiny, zliatiny zinku atď.), karbidoch, keramike, nekovových materiáloch (plasty, tvrdá guma, uhlíkové tyče, drevo, cementové výrobky atď.), kompozitných materiáloch (ako sú vláknami vystužené plasty CFRP, kovové kompozity MMC) a rezaní, najmä v automobilovom a drevospracujúcom priemysle, čo sa stalo vysoko výkonnou alternatívou k tradičným karbidom.
Čas uverejnenia: 27. marca 2025
