A modern forgácsolószerszám-anyagok több mint 100 éves fejlesztési múlttal rendelkeznek a szénből készült szerszámacéltól a nagysebességű szerszámacélig,cementált keményfém, kerámia szerszámésszuperkemény szerszámanyagok. A 18. század második felében az eredeti szerszámanyag főként szén-szerszámacél volt. Mert akkoriban ez volt a legkeményebb anyag, amit forgácsolószerszámokká lehetett megmunkálni. A szén-szerszámacéloknak azonban a nagyon alacsony hőálló hőmérsékletük miatt (200°C alatt) megvan az a hátrányuk, hogy nagy sebességű vágáskor a vágási hő miatt azonnal és teljesen eltompulnak, a vágási tartomány pedig korlátozott. Ezért várjuk a nagy sebességgel vágható szerszámanyagokat. Ezt az elvárást tükröző anyag a gyorsacél.
A gyorsacélt, más néven frontacélt amerikai tudósok fejlesztették ki 1898-ban. Nem annyira arról van szó, hogy kevesebb szenet tartalmaz, mint a karbon szerszámacélban, hanem az, hogy volfrámot adnak hozzá. A kemény wolfram-karbid szerepe miatt a keménysége nem csökken magas hőmérsékleti viszonyok között, és mivel a karbon szerszámacél forgácsolási sebességénél jóval nagyobb sebességgel vágható, gyorsacél elnevezést kap. 1900-1920 között megjelent a vanádiumot és kobaltot tartalmazó gyorsacél, hőállóságát 500-600 °C-ra emelték. Az acél vágási sebessége eléri a 30-40 m/perc értéket, ami közel hatszorosára nő. Azóta alkotóelemeinek sorozatosításával volfrám és molibdén gyorsacélok keletkeznek. Eddig is széles körben használják. A gyorsacél megjelenése okozta a
forradalom a forgácsolási feldolgozásban, nagymértékben javítja a fémvágás termelékenységét, és megköveteli a szerszámgép szerkezetének teljes megváltoztatását, hogy alkalmazkodni tudjon az új szerszámanyag vágási teljesítmény követelményeihez. Az új szerszámgépek megjelenése és továbbfejlesztése pedig jobb szerszámanyagok kifejlesztését eredményezte, a szerszámokat ösztönözték és fejlesztették. Az új gyártástechnológiai feltételek mellett a nagysebességű acélszerszámoknál is fennáll az a probléma, hogy nagy sebességgel vágáskor korlátozzák a szerszám tartósságát a vágási hő miatt. Amikor a vágási sebesség eléri a 700 °C-ot, a gyorsacél
A csúcs teljesen tompa, és ezen érték feletti vágási sebességnél teljesen lehetetlen vágni. Ennek eredményeként olyan keményfém szerszámanyagok jelentek meg, amelyek a fentieknél magasabb forgácsolási hőmérsékleti feltételek mellett is megfelelő keménységet tartanak fenn, és magasabb forgácsolási hőmérsékleten is vághatók.
A puha anyagok kemény anyagokkal vághatók, a kemény anyagok vágásához pedig ennél keményebb anyagokat kell használni. A Földön jelenleg a legkeményebb anyag a gyémánt. Bár a természetes gyémántokat régóta felfedezték a természetben, és nagy múltra tekint vissza forgácsolószerszámként való felhasználásuk, a szintetikus gyémántokat is sikeresen szintetizálták már a 20. század 50-es éveinek elején, de a gyémántok valódi felhasználása széles körbenipari vágószerszám anyagokmég mindig az elmúlt évtizedek kérdése.
Egyrészt a modern űrtechnika és a repüléstechnika fejlődésével a modern mérnöki anyagok felhasználása egyre elterjedtebbé válik, bár a továbbfejlesztett gyorsacél, cementált keményfém, ill.új kerámia szerszámanyagoka hagyományos megmunkálású munkadarabok forgácsolásánál a forgácsolási sebesség és a vágási termelékenység megduplázódott, sőt több tucatszorosára nőtt, de a fenti anyagok megmunkálására használva a szerszám tartóssága és vágási hatékonysága továbbra is nagyon alacsony, a vágási minőség pedig nehézkes. garantálni, néha még megmunkálhatatlanul is, élesebb és kopásállóbb szerszámanyagok használatának szükségességét.
Másrészt a rohamos fejlődésével a moderngépgyártásés a feldolgozóipar, az automata szerszámgépek, a számítógépes numerikus vezérlésű (CNC) megmunkáló központok és a pilóta nélküli megmunkáló műhelyek széles körű alkalmazása a feldolgozási pontosság további javítása, a szerszámcsere idejének csökkentése és a feldolgozási hatékonyság javítása érdekében egyre sürgetőbb igények merülnek fel tartósabb és stabilabb szerszámanyagból készült. Ebben az esetben a gyémántszerszámok gyorsan fejlődtek, és ezzel egyidejűleg a fejlődésgyémánt szerszám anyagokis nagy népszerűségre tett szert.
Gyémánt szerszám anyagokegy sor kiváló tulajdonsággal rendelkezik, nagy feldolgozási pontossággal, gyors vágási sebességgel és hosszú élettartammal. Például a Compax (polikristályos gyémánt kompozitlemez) szerszámok használatával több tízezer szilícium-alumíniumötvözetből készült dugattyúgyűrű-alkatrész megmunkálása biztosítható, és szerszámcsúcsai lényegében változatlanok; Repülőgép alumínium szárainak megmunkálása Compax nagy átmérőjű marókkal akár 3660 m/perc vágási sebességet is elérhet; Ezek összehasonlíthatatlanok a keményfém szerszámokkal.
Nem csak a használatagyémánt szerszám anyagokbővítheti a feldolgozási területet és megváltoztathatja a hagyományos feldolgozási technológiát. A múltban a tükörfeldolgozás csak a köszörülési és polírozási eljárást alkalmazhatta, de ma már nemcsak természetes egykristály gyémántszerszámok, hanem bizonyos esetekben PDC szuperkemény kompozit szerszámok is használhatók szuperprecíziós közeli vágáshoz, az esztergálás eléréséhez. őrlés helyett. Alkalmazásávalszuperkemény szerszámok, a megmunkálás területén megjelent néhány új koncepció, mint például a PDC szerszámok használata, az esztergálási sebességet már nem a szerszám, hanem a szerszámgép jelenti, és amikor az esztergálási sebesség egy bizonyos fordulatszámot túllép, a munkadarab és a szerszám nem hő. Ezeknek az úttörő koncepcióknak mélyreható következményei vannak, és korlátlan kilátásokat kínálnak a modern megmunkálóipar számára.
Feladás időpontja: 2022.11.02
