Lõikematerjalide, nagu CBN, karbiid ja keraamika, jõudluse võrdlus

Mar 05, 2026 Jäta sõnum

Praegu kasutatavad metallilõiketööriistade materjalid võib jagada üheksaks tüübiks, alates kiirterasest (väikseima lõikekiirusega ja halvima kulumiskindlusega) kuni polükristallilise teemant (PCD) tööriistadeni (parima suure kiirusega-), kusjuures kõige suurema kasutusega karbiiditööriistad moodustavad 80% erinevate tööriistade kogumüügist. CBN-tööriistadel on suurepärane kuumakindlus ja need võivad kõrgel temperatuuril lõigata kõvasid materjale, kuid ei saa töödelda pehmeid metalle.

 

Lõikekiirused, mida need tööriistamaterjalid taluvad, suurenevad järk-järgult ülalt alla. Kiireks-lõikamiseks on vaja ka hea sitkuse, suure löögi- ja kulumiskindlusega tööriistamaterjale.

 

1. Üldiselt kasutatakse tavalistes lõikamisprotsessides laialdaselt madalama jõudlusega-tööriistu, nagu kiirteras- ja katmata karbiid, kuid nende suurel-kiirusel töötamine on halb. Suure jõudlusega-tööriistad, nagu PCD-tööriistad, on tööriistamaterjalidest kõige kõvemad, neil on väga kõrge kulumiskindlus ja väga suur kiirus. Nad demonstreerivad täielikult oma paremust -värviliste metallide ja mitte-metalliliste materjalide kiirel töötlemisel, kusjuures lõikekuumus ei mõjuta neid peaaegu üldse. Selle löögikindlus on aga halb ja selle soojuslik jõudlus terase ja malmi materjalide lõikamisel väga halb. Selle põhjuseks on asjaolu, et mustade metallide kiirel{12}}lõikamisel difundeeruvad tööriista materjalis olevad süsinikuaatomid töödeldavasse detaili, põhjustades tööriista kiiremat kulumist.

 

2. Suurima kasutusmahuga on karbiidtööriistad, mis moodustavad 80% erinevate tööriistade kogumüügist. Tavaliseks kiirmetalli lõikamiseks kasutatakse 90% karbiidist tööriistu. Karbiidil on suhteliselt hea löögikindlus, kuid selle jõudlus suurel{5}}kiirusel on halb. Lisaks peab kiiretel-lõikuriistadel olema ka kõrge kuumkaredus ja keemiline stabiilsus, mida karbiid ei suuda täita.

 

3. CBN-tööriistad on suurepärase kuumakindlusega ja võivad kõrgetel temperatuuridel kõvasid materjale lõigata, kuid need ei saa töödelda pehmeid metalle. Kaalutakse mitme erineva tööriistamaterjali eeliseid. Uute tööriistamaterjalide väljatöötamine, millel on samaaegselt löögikindlus ja kõrge kulumiskindlus, ning hea kuumakõvadusega ja kulumiskindlusega materjali pinnakatte kandmine hea löögikindlusega tööriistamaatriksmaterjalile, loob uued tööriistad, mis ühendavad sageli mõlema materjali eelised. Nendel tööriistadel on lai valik rakendusi-kiirlõikamisel.

 

4. Sellest ideest juhindudes on välja töötatud uued komposiitmaterjalide lõikeriistad, nagu karbiid-kattega tööriistad, CBN-kattega tööriistad ja PCD-kattega tööriistad, mis sobivad mitmesuguste metallmaterjalide kiireks-lõikamiseks. Kaetud karbiidtööriistadel, mis sobivad kiireks-lõikamiseks, on tänu hea kuumakindluse ja suure kõvadusega kattematerjalide kasutamisele, samuti mitmekihilise katmistehnoloogia kasutamisele laiem lõikeulatus ja pikem tööriista kasutusiga ning nende lõikejõudlus on oluliselt parem kui katmata karbiidil. Seetõttu on kaetud karbiidil tugev tendents asendada tavalist katmata karbiidi.

 

Tööriistade katmise tehnoloogia ei ole rakendatav mitte ainult karbiidtööriistadele, vaid on saavutanud häid tulemusi ka muude tööriistamaterjalide puhul. Keraamilised tööriistad sobivad ka kiireks-lõikamiseks ning neist on viimastel aastatel saanud tööriistamaterjalide uurimis- ja arendustöö oluline osa. Oma hea löögikindluse, sitkuse ja tugeva termilise löögikindluse tõttu sobivad need väga hästi-kiireks töötlemiseks.