當前,國外對超硬材料專用刀具的研究和開發(fā)十分重視,幾乎每年都有新產(chǎn)品問世。盡管在超硬刀領域中,中國刀具有著獨特的一面,但是在高精度、高效率領域的應用還不多。因此,中國需要不斷提高刀具自身的性能要求,如生產(chǎn)效率、產(chǎn)品精度、產(chǎn)品穩(wěn)定性等。那哪種刀具是超硬刀具?
由于精密機械和難加工材料的日益增加,超硬刀具的應用日益廣泛。超硬質(zhì)刀具具有切削性能好、使用壽命長、工件質(zhì)量好等特點。只要在激光加工過程中使用,就可以通過近幾年來科研人員的不斷研究,使人工超硬刀的制造工藝得以改善,原料純度和粒度得到控制。超硬質(zhì)刀具逐漸應用于半精粗加工和粗加工,已成為當今世界公認的現(xiàn)代高生產(chǎn)率刀具材料之一。
超硬性刀具分為金剛石刀具和立方氮化硼刀具,由于天然金剛石價格較高,因此用于加工金剛石刀具多屬人造聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)及其復合材料。
50年代早期,美國就使用了人造金剛石微粉和人造CBN粉末,在高溫、高壓、觸媒和粘結(jié)劑的作用下燒結(jié)成較大的聚晶塊作為刀具材料。70年代以來,我國開始對超硬刀具進行研究和應用,1970年在貴陽建立了我國一家專門生產(chǎn)超硬材料及制品的磨輪廠——第六砂輪廠。我國的人造金剛石年生產(chǎn)能力在1997年達到約5億克拉,年產(chǎn)量達800萬克拉,已成為世界超硬巖材料生產(chǎn)大國中第一位。
鉆石具有極高的硬度和耐磨性,是刀具材料中較硬的材料,且不與非鐵金屬親合力,切屑已經(jīng)排出,導熱能力強,切削時不易產(chǎn)生積屑瘤,加工表面質(zhì)量好。對銅、鋁等有色金屬及合金、陶瓷、塑料、橡膠等非金屬材料進行高效加工,并能高效加工。
那么一定有人問金剛石和立方氮化硼性性能差不多,會不會產(chǎn)生矛盾?答案不會,因為金剛石雖然硬度高、耐磨,但其韌性和熱穩(wěn)定性差,在溫度700℃-800℃時易被碳化,不適合加工鋼鐵材料(黑色金屬材料)。與立方氮化硼恰恰相反,它的硬度只有金剛石那么高,但熱穩(wěn)定性好,能在高溫條件下正常加工(1250℃-1350℃),對鐵元素的化學惰性大,抗粘結(jié)能力強。適用于加工各種高硬度鋼材,如淬火鋼齒輪、軸承、鑄鐵輥子、泵等難加工材料。
用超硬刀具加工鋼、有色材料及其它零件時,切削速度比硬質(zhì)合金刀具高一倍,刀具壽命比硬質(zhì)合金刀具長數(shù)十倍。與此同時,使用超硬刀可以車代磨,或者以銑代磨,可粗、精加工通用一把刀,一步一步加工即可完成,縮短流程,提高生產(chǎn)效率。
超硬質(zhì)刀具是一種先進的刀具,具有良好的市場前景。鉆石刀具與立方氮化硼刀具在某種程度上互相補充,可以有效地解決難加工材料。同時,隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展,新型難加工材料的增加,必將推動超硬刀的進一步發(fā)展。
上述有關內(nèi)容與超硬材料專用刀具有關,總體上,超硬刀具符合現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展方向,具有“以車代磨”、“干切削”、“高速切削”等特點,特別是在新的高硬度難加工黑色金屬材料領域,有很大的優(yōu)勢。但愿上面能對讀者有所幫助。