Analisis lengkap tentang sifat, karakteristik, dan aplikasi material alat pemotong superhard

Analisis lengkap tentang sifat, karakteristik, dan aplikasi material alat pemotong superhard

Di bidang manufaktur presisi dan pemesinan{0}kecepatan tinggi, material perkakas superkeras telah menjadi "senjata" pemesinan presisi karena kinerjanya yang luar biasa. Artikel ini akan dimulai dengan dua bahan superkeras utama - berlian dan kubik boron nitrida (CBN), yang akan membawa Anda memahami kekuatan inti keras "gigi industri" dari jenis, sifat, dan skenario penerapannya!

Ⅰ. Alat pemotong berlian: "raja kekerasan" di alam

Intan merupakan isomer karbon dengan kekerasan mikro 10.000HV, menjadikannya zat paling keras yang diketahui di alam. Alat pemotongnya dikenal karena kekerasannya yang tinggi, ketahanan aus yang tinggi, koefisien gesekan yang rendah, dan konduktivitas termal yang sangat baik, menjadikannya "senjata pamungkas" untuk memproses logam non-besi dan bahan non-logam.

 

1. Tiga jenis utama alat pemotong berlian
(1) Alat pemotong berlian alami

• "Raja permesinan presisi" dengan sejarah seratus tahun, dengan radius ujung tombak hingga 0,002 μm, dapat mencapai pemotongan ultra-tipis dan kekasaran permukaan yang sangat rendah, menjadikannya alat yang tak tergantikan dalam bidang seperti ruang angkasa dan optik.

 

(2) Alat pemotong PCD (Polycrystalline Diamond).

• Setelah terobosan teknologi sintesis-suhu dan-tekanan tinggi pada tahun 1970-an, bilah PCD menjadi produk utama dalam industri dengan biaya rendah dan ketahanan aus yang tinggi. Sumber bahan bakunya melimpah, dan harganya hanya 1/10 hingga 1/50 berlian alam. Ini banyak digunakan dalam pemotongan presisi logam non-besi seperti aluminium dan tembaga.

 

(3) Alat pemotong berlian CVD

• Disintesis melalui deposisi uap kimia pada substrat heterogen, strukturnya konsisten dengan berlian alami dan menggabungkan keunggulan kristal tunggal dan polikristalin. Ini telah muncul di bidang-bidang seperti pengolahan kayu dan semikonduktor.

 

2. Karakteristik kinerja: keras, cepat, stabil, akurat
(1) Kekerasan dan Ketahanan Aus:

• Kekerasan berlian alami 10-100 kali lipat dari paduan keras, sehingga meningkatkan umur perkakas secara signifikan.

 

(2) Koefisien gesekan rendah:

• koefisien gesekan yang sangat rendah dengan-logam nonferrous, gaya potong rendah, dan deformasi minimal.

(3) Ujung tombak yang sangat tajam:

• Radius ujung tombak berlian alami dapat mencapai 0,002m, mendukung pemesinan ultra presisi.

(4) Konduktivitas termal yang tinggi:

• panas pemotongan cepat hilang, suhu pahat rendah, koefisien muai panas kecil, dan stabilitas dimensi sangat baik.

 

3. Skenario aplikasi:
(1) Pemotongan presisi kecepatan tinggi:

• bahan tahan aus-seperti paduan aluminium silikon, fiberglass, keramik, dll.

(2) Proses penyelesaian:

• Memoles permukaan logam non-besi.

(3) Keterbatasan:

• Stabilitas termal yang buruk. Kekerasan turun tajam ketika suhu pemotongan melebihi 700-800 derajat. Tidak cocok untuk interaksi antara atom intan (karbon) dan besi pada suhu tinggi pada logam hitam, karena atom karbon akan berubah menjadi struktur grafit dan alat pemotong rentan terhadap kerusakan.

 

Ⅱ. Cubic Boron Nitride (CBN): 'Perang Suhu Tinggi' Black Metals

1. Dua jenis utama alat pemotong boron nitrida kubik
(1) Pisau PCBN terintegrasi

Seluruh bodinya disinter dari CBN polikristalin, cocok untuk-pemesinan berkecepatan tinggi dengan jumlah pemotongan yang besar, seperti putaran roda gigi otomotif yang sulit setelah pendinginan.

 

(2) Bilah komposit PCBN
Komposit lapisan PCBN setebal 0,5-1,0 mm pada substrat paduan keras, menyeimbangkan ketangguhan dan ketahanan aus, banyak digunakan dalam pemesinan presisi baja bantalan dan baja cetakan.

 

 

2. Karakteristik kinerja:
(1) Kekerasan tinggi dan ketahanan aus: Kekerasannya mendekati berlian, cocok untuk memproses bahan dengan kekerasan tinggi (seperti baja yang dipadamkan).

 

(2) Stabilitas termal sangat tinggi: Ketahanan panas mencapai 1400~1500 derajat, dua kali lipat dari berlian dan mendukung pemotongan berkecepatan tinggi.

 

(3) Kelambanan kimia: Tidak ada reaksi dengan bahan berbasis besi pada suhu 1200-1300 derajat, menghindari keausan yang parah.

 

(4) Konduktivitas termal yang baik: Konduktivitas termal berada di urutan kedua setelah berlian, jauh melebihi baja kecepatan dan paduan keras.

 

(5) Koefisien gesekan rendah: gaya potong rendah, kualitas permukaan tinggi.

 

 

3. Skenario aplikasi: "Musuh" dari baja yang dipadamkan dan besi tuang keras
(1) Pengolahan bahan yang sulit dipotong:

baja yang dipadamkan, besi tuang keras,-paduan suhu tinggi, material yang disemprotkan ke permukaan

 

(2) Pemesinan presisi tinggi:

Presisi tinggi, dengan kekasaran permukaan serendah Ra0,20m.

 

(3) Keterbatasan:

Ketangguhannya buruk, tidak cocok untuk pemesinan kasar pada kecepatan rendah dan beban impak tinggi. Memotong bahan plastik seperti paduan aluminium, paduan tembaga, dll rentan terhadap penumpukan chip.

 

Ⅲ. Panduan Pemilihan Alat Pemotong Superhard

1. Alat pemotong berlian:

Prioritas diberikan pada pemesinan-presisi tinggi pada logam non-besi dan non-logam, dan diperlukan kontrol ketat terhadap suhu pemotongan.

 

2. Alat pemotong boron nitrida kubik:

mengkhususkan diri dalam-pemesinan logam hitam dan material keras berkecepatan tinggi, terutama cocok untuk baja yang dipadamkan dan besi tuang.

 

Ⅳ. Kesimpulan

 

Dari "presisi tertinggi" berlian hingga PCBN yang "tidak takut-suhu tinggi", material perkakas superkeras terus-menerus menembus batas pemrosesan. Baik di bidang kedirgantaraan, manufaktur otomotif, atau chip elektronik, semuanya merupakan kekuatan inti yang mendorong kemajuan industri. Di masa depan, dengan kemajuan ilmu material, alat pemotong superkeras pasti akan membuka lebih banyak kemungkinan!

 

Bahan superhard banyak digunakan. Perkakas berlian dan perkakas CBN yang diproduksi oleh perusahaan kami adalah sebagian kecil dari keseluruhan bidang perkakas material superhard.