超硬工具的時代來了

超硬工具的時代來了

目前, 世界上已知材料中金剛石及立方氮化硼是最硬的兩種材料。由于它們硬度大大超出其它材料數倍,因而人們將這兩種材料稱為超硬材料。金剛石由于性能優越, 應用不斷地擴大, 已從金屬加工發展到了光學玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等傳統加工難進行加工的領域, 對各種工業發展將起到巨大的推動用, 金剛石工具前景十分廣闊。

超硬刀具材料指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括: 單晶金剛石、聚晶金剛石(PCD )、聚晶立方氮化硼(PcBN ) 及CVD 金剛石等。超硬刀具主要以金剛石立方氮化硼為材料制作刀具, 其以人造金剛石復合片(PCD )刀具及立方氮化硼復合片(PcBN ) 刀具占主導地位。許多切削加工概念, 如綠色加工、以車代磨、以銑代磨、硬態加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具應用而起, 故超硬刀具已成為切削加工不可缺少的重要手段。隨著科技進步, 制造業高速發展, CN C 加工技術迅猛發展以及數控機床普遍使用, 超硬刀具生產及應用也越來越廣泛。PCD、PcBN 刀具已廣泛應用于機械加工各個行業, 如汽車零部件切削加工, 強化木地板加工等, 極大地促進了切削加工及先進制造技術的飛速發展。刀具加快步伐適應現代切削需求: 隨著數控機床和加工中心等高效設備應用的日漸普及, 在航空航天、汽車、高速列車、風電、電子、能源、模具等裝備制造業的空前發展推動下,切削加工已邁入了一個以高速、高效和環保為標志的高速加工發展的新時期——現代切削技術階段。

高速切削、干切削和硬切削作為當前切削技術的重要發展趨向, 其重要地位和角色日益凸顯。對這些先進切削技術的應用, 不僅令加工效率成倍提高, 亦著實推動了產品開發和工藝創新的進程。例如, 精密模具硬質材料的型腔, 采用高轉速、小進給量和小吃深加工, 既可獲得很高的表面質量, 又能夠省卻磨削、EDM 和手工拋光或減少相應工序的時間, 從而縮短生產工藝流程, 提高生產率。

過去一些企業制作復雜模具時, 基本上都需要3～ 4 個月才能交付使用, 而現在采用高速切削加工后, 半個月便可完成。據調查, 一般的工模具, 有60% 的機加工量可用高速加工工藝來實現。

高速加工時, 不但要求刀具可靠性高、切削性能好、能穩定地斷屑和卷屑、還要能達成高精度, 并能實現快換或自動更換等。因此, 對刀具材料、刀具結構、以及刀具的裝夾都提出了更高要求。(生意社)