Utvecklingen av knivar intar en viktig position i historien om mänskliga framsteg. Redan på 2700- till 1900-talen f.Kr. hade mässingskoner och kopparkottar, borrar, knivar och andra kopparknivar dykt upp i Kina. Under den sena perioden med krigande stater (tredje århundradet f.Kr.) tillverkades kopparknivar på grund av behärskning av uppkolningsteknik. Borrar och sågar hade på den tiden vissa likheter med moderna plattborrar och sågar.
bild
En kort historik om skärande verktyg
Den snabba utvecklingen av knivar kom i slutet av 1700-talet med utvecklingen av maskiner som ångmaskiner.
År 1783 tillverkade Frankrikes René först fräsar. 1923 uppfann tyska Schrotter hårdmetall. När hårdmetall används är effektiviteten mer än dubbelt så hög som för snabbstål, och ytkvaliteten och dimensionsnoggrannheten hos arbetsstycket som bearbetas genom skärning förbättras också avsevärt.
På grund av det höga priset på snabbstål och hårdmetall fick tyska Degusa Company 1938 patent på keramiska knivar. 1972 producerade General Electric Company i USA polykristallina syntetiska diamant- och polykristallina kubiska bornitridblad. Dessa icke-metalliska verktygsmaterial gör att verktyget kan skära vid högre hastigheter.
1969 fick svenska Sandvik Steel Works patent på att tillverka titankarbidbelagda hårdmetallskär genom kemisk ångavsättning. År 1972 utvecklade Bangsha och Lagolan i USA en fysisk ångavsättningsmetod för att belägga ett hårt lager av titaniumkarbid eller titannitrid på ytan av hårdmetall eller höghastighetstålverktyg. Ytbeläggningsmetoden kombinerar basmaterialets höga hållfasthet och seghet med ytskiktets höga hårdhet och slitstyrka, så att kompositmaterialet har bättre skärprestanda.
På grund av den höga temperaturen, det höga trycket, den höga hastigheten och delar som arbetar i korrosiva vätskemedier, används fler och fler svårbearbetade material, och automationsnivån för skärbearbetning och kraven på bearbetningsnoggrannhet blir högre och högre . Vid val av verktygsvinkel är det nödvändigt att överväga inverkan av olika faktorer, såsom arbetsstyckesmaterial, verktygsmaterial, bearbetningsegenskaper (grov- och finbearbetning), etc., som måste väljas rimligt enligt den specifika situationen.
Vanliga verktygsmaterial: höghastighetsstål, hårdmetall (inklusive kermet), keramik, CBN (kubisk bornitrid), PCD (polykristallin diamant), eftersom deras hårdhet är hårdare än en, så generellt sett är skärhastigheten också En är högre än den andra.
Verktygsmaterial prestandaanalys
Höghastighetsstål: Det kan delas in i vanligt höghastighetsstål och högpresterande höghastighetsstål.
Vanligt höghastighetstål, såsom W18Cr4V, används ofta vid tillverkning av olika komplexa knivar. Dess skärhastighet är i allmänhet inte för hög och den är 40-60m/min vid skärning av vanliga stålmaterial.
Högpresterande höghastighetsstål, såsom W12Cr4V4Mo, smälts genom att tillsätta viss kolhalt, vanadinhalt, kobolt, aluminium och andra element till vanligt snabbstål. Dess hållbarhet är 1,5-3 gånger högre än vanligt snabbstål.
bild
Hårdmetall: Enligt GB2075-87 (med hänvisning till 190-standarden) kan den delas in i tre kategorier: P, M och K. Hårdmetall av P-typ används huvudsakligen för bearbetning av järnmetaller med långa spån, och blått används som ett märke; M-typ används främst. Den används för bearbetning av järnhaltiga metaller och icke-järnmetaller, och den är märkt med gul, även känd som allmän hårdlegering. Typ K används huvudsakligen för bearbetning av järnhaltiga metaller, icke-järnmetaller och icke-metalliska material med korta spån, och den är märkt med rött.
De arabiska siffrorna bakom P, M och K indikerar dess prestanda och bearbetningsbelastning eller bearbetningsförhållanden. Ju mindre antal, desto högre hårdhet och desto sämre seghet.
bild
Keramik: Keramiska material har god slitstyrka och kan bearbeta material med hög hårdhet som är svåra eller omöjliga att bearbeta med traditionella verktyg. Dessutom kan keramiska skärverktyg undvika strömförbrukningen vid glödgningsbearbetning och kan därmed också öka arbetsstyckets hårdhet och förlänga livslängden på maskinutrustningen.
Friktionen mellan det keramiska bladet och metallen är liten vid skärning, skärningen är inte lätt att fästa vid bladet, och det är inte lätt att producera uppbyggd egg, och det kan utföra höghastighetsskärning. Därför, under samma förhållanden, är ytråheten hos arbetsstycket relativt låg. Verktygets hållbarhet är flera gånger eller till och med dussintals gånger högre än för traditionella verktyg, vilket minskar antalet verktygsbyten under bearbetningen.
Hög temperaturbeständighet, bra röd hårdhet. Den kan skära kontinuerligt i 1200 grader, så skärhastigheten för keramiska skär kan vara mycket högre än för hårdmetall. Den kan utföra höghastighetsskärning eller realisera att "ersätta slipning med svarvning och fräsning". Skäreffektiviteten är 3-10 gånger högre än för traditionella skärverktyg, och effekten av att spara arbetstimmar, elektricitet och antalet verktygsmaskiner med 30 procent -70 procent eller högre uppnås.
bild
CBN: Detta är det näst högsta hårdhetsmaterialet som för närvarande är känt. Hårdheten hos CBN-kompositplåt är i allmänhet HV3000 ~ 5000, som har hög termisk stabilitet och hög temperaturhårdhet och har hög oxidationsbeständighet. Vid 1000 grader C Oxidation sker inte, och ingen kemisk reaktion sker med järnbaserade material vid 1200-1300 grader C. Den har god värmeledningsförmåga och låg friktionskoefficient.
bild
Polykristallin diamant PCD: Diamantknivar har egenskaperna hög hårdhet, hög tryckhållfasthet, god värmeledningsförmåga och slitstyrka och kan uppnå hög bearbetningsnoggrannhet och bearbetningseffektivitet vid höghastighetsskärning. Eftersom strukturen hos PCD är en finkornig sintrad diamantkropp med olika orienteringar, är dess hårdhet och slitstyrka fortfarande lägre än för enkristalldiamant trots tillsatsen av ett bindemedel. Samhörigheten med icke-järnmetaller och icke-metalliska material är mycket liten, och spån är inte lätt att fästa vid spetsen av verktyget för att bilda uppbyggd kant under bearbetningen.
bild
Sammanfatta
Användningsområdet för varje material
Höghastighetsstål: används främst vid tillfällen som kräver hög seghet såsom formverktyg och komplexa former;
Hårdmetall: det bredaste utbudet av applikationer, i princip kapabel;
Keramik: Används huvudsakligen vid grovbearbetning och höghastighetsbearbetning av svarvning av hårda delar och gjutjärnsdelar;
CBN: Används huvudsakligen vid svarvning av hårda delar och höghastighetsbearbetning av gjutjärnsdelar (i allmänhet är det mer effektivt än keramik när det gäller slitstyrka, slagseghet och brotthållfasthet);
PCD: Används huvudsakligen för högeffektiv skärning av icke-järnmetaller och icke-metalliska material.
