Superhårdt værktøjsmateriale refererer til det superhårde materiale, der kan bruges som skæreværktøj. I øjeblikket kan det opdeles i to kategorier: diamantskæreværktøjsmateriale og kubisk bornitridskæreværktøjsmateriale. Der er fem hovedtyper af nye materialer, der er blevet anvendt eller er under test.
(1) Naturlig og kunstig syntetisk stor enkeltkrystaldiamant
(2) Polydiamant (PCD) og polydiamantkompositklinge (PDC)
(3) CVD-diamant
(4) Polykrystallinsk kubisk bor-ammoniak; (PCBN)
(5) CVD kubisk borammoniakbelægning
1, naturlig og syntetisk stor enkeltkrystaldiamant
Naturlig diamant har en ensartet krystalstruktur uden indre korngrænse, så værktøjskanten teoretisk set kan opnå atomar glathed og skarphed med stærk skæreevne, høj præcision og lille skærekraft. Hårdheden, slidstyrken, korrosionsbestandigheden samt den kemiske stabilitet af naturlig diamant sikrer værktøjets lange levetid, kan sikre lang normal skæring og reducere virkningen af værktøjsslid på nøjagtigheden af de bearbejdede dele. Dens høje termiske ledningsevne kan reducere skæretemperaturen og den termiske deformation af delene. De fine egenskaber ved naturlig stor enkeltkrystaldiamant kan opfylde de fleste krav til præcision og ultrapræcisionsskæring til værktøjsmaterialer. Selvom prisen er høj, er den stadig anerkendt som det ideelle præcisions- og ultrapræcisionsværktøjsmateriale, der kan anvendes i vid udstrækning i forarbejdning af atomreaktorer og anden højteknologi inden for spejle, missiler og raketter, computerharddisksubstrater, superpræcisionsbearbejdning til acceleratorelektronkanoner og traditionelle urdele, smykker, penne, præcisionsbearbejdning af emballagemetaldekoration osv. Derudover kan den også bruges til at fremstille oftalmologi, hjernekirurgi-skalpel, ultratynde biologiske klinger og andre medicinske værktøjer. Den nuværende udvikling af højtemperatur- og højtryksteknologi gør det muligt at fremstille store enkeltkrystaldiamanter af en bestemt størrelse. Fordelen ved dette diamantværktøjsmateriale er dets gode størrelse, form og konsistens, hvilket ikke opnås i naturlige diamantprodukter. På grund af manglen på store naturlige diamanter, den dyre pris og det syntetiske storpartikel-enkeltkrystal-diamantværktøjsmateriale i ultrapræcisionsskæring som en naturlig erstatning for store enkeltkrystaldiamanter, vil dets anvendelse udvikle sig hurtigt.
2. Polykrystaldiamant (PCD) og polykrystaldiamantkompositklinge (PDC) har følgende fordele sammenlignet med store enkeltkrystaldiamanter som værktøjsmateriale: (1) Kornforstyrrelser i arrangementet, isotropisk struktur og ingen spaltningsoverflade. Derfor har de ikke forskellig krystaloverfladestyrke og hårdhed som store enkeltkrystaldiamanter.
Og slidstyrken er meget forskellig, og på grund af tilstedeværelsen af spaltningsfladen er den sprød.
(2) har høj styrke, især PDC-værktøjsmaterialet på grund af støtten af hårdmetalmatrix og har høj slagfasthed. Slagskader vil kun forårsage små kornbrud, ikke som enkeltkrystaldiamanter med stort kollaps. Derfor kan PCD- eller PDC-værktøj ikke kun bruges til præcisionsskæring og almindelig halvpræcisionsbearbejdning. Men kan også bruges til store mængder grovbearbejdning og intermitterende bearbejdning (såsom fræsning osv.), hvilket i høj grad udvider anvendelsesområdet for diamantværktøjsmaterialer.
(3) Store PDC-værktøjsemner kan fremstilles til at opfylde behovene hos store bearbejdningsværktøjer såsom fræsere.
(4) Specifikke former kan fremstilles for at imødekomme behovene ved forskellige bearbejdninger. På grund af forbedringen af PDC-værktøjsbarrer og bearbejdningsteknologier såsom elektrisk gnist, laserskæringsteknologi, kan trekant-, sildebens-, gavl- og andre specialformede bladbarrer bearbejdes og formes. For at imødekomme behovene ved specielle skæreværktøjer kan de også designes som indpakkede, sandwich- og rullede PDC-værktøjsbarrer.
(5) Produktets ydeevne kan designes eller forudsiges, og produktet gives de nødvendige egenskaber til at tilpasse sig dets specifikke anvendelse. For eksempel kan valg af finkornet PDC-værktøjsmateriale forbedre værktøjets skærkvalitet; grovkornet PDC-værktøjsmateriale kan forbedre værktøjets holdbarhed.
Afslutningsvis kan man sige, at med udviklingen af PCD- og PDC-værktøjsmaterialer er anvendelsen af PCD- og PDC-værktøj blevet hurtigt udvidet til mange produktionsvirksomheder.
Industrien anvendes i vid udstrækning i ikke-jernholdige metaller (aluminium, aluminiumlegering, kobber, kobberlegering, magnesiumlegering, zinklegering osv.), hårdmetal, keramik, ikke-metalliske materialer (plast, hårdgummi, kulstofstænger, træ, cementprodukter osv.), kompositmaterialer (såsom fiberforstærket plast CFRP, metalmatrixkomposit MMC'er) og skæreprocesser, især i bil- og træforarbejdningsindustrien, og er blevet et højtydende alternativ til traditionelt hårdmetal.
Opslagstidspunkt: 27. marts 2025
