חומרי כלי חיתוך מודרניים חוו יותר ממאה שנה של היסטוריית פיתוח מפלדת כלי פחמן לפלדת כלים במהירות גבוהה,קרביד מלט, כלי קרמיקהוכןחומרי כלי סופררדו במחצית השנייה של המאה ה -18, חומר הכלים המקורי היה בעיקר פלדת כלי פחמן. מכיוון שבאותה תקופה הוא שימש כחומר הקשה ביותר שניתן היה לעצב אותו לכלי חיתוך. עם זאת, בשל הטמפרטורה הנמוכה מאוד עמידה בחום (מתחת ל -200 מעלות צלזיוס), פלדות כלי הפחמן יש את החיסרון להיות משעמם מייד ומשעמם לחלוטין בגלל חיתוך חום בעת חיתוך במהירות גבוהה, וטווח החיתוך מוגבל. לכן אנו מצפים לחומרי כלים שניתן לחתוך במהירות גבוהה. החומר המופיע כדי לשקף ציפייה זו הוא פלדה במהירות גבוהה.
פלדה מהירה גבוהה, המכונה גם פלדה קדמית, פותחה על ידי מדענים אמריקאים בשנת 1898. זה לא כל כך שהוא מכיל פחות פחמן מאשר פלדת כלי פחמן, אלא מתווסף טונגסטן. בשל תפקידו של טונגסטן קרביד קשה, קשיותו אינה מופחתת בתנאי טמפרטורה גבוהים, ומכיוון שניתן לחתוך אותו במהירות גבוהה בהרבה ממהירות החיתוך של פלדת כלי הפחמן, היא נקראת פלדה במהירות גבוהה. משנת 1900 ~ -1920 הופיעה פלדה במהירות גבוהה עם ונדיום וקובלט, והתנגדות החום שלה הוגדלה ל -500 ~ 600 מעלות צלזיוס. מהירות החיתוך של פלדת חיתוך מגיעה ל -30 ~ 40 מ '/דקה, אשר מוגברת כמעט 6 פעמים. מאז, עם סידורי היסודות המרכיבים שלה, נוצרו פלדות במהירות גבוהה של טונגסטן ומוליבדן. זה עדיין בשימוש נרחב עד עכשיו. הופעת פלדה במהירות גבוהה גרמה ל
מהפכה בעיבוד חיתוך, שיפור מאוד את הפרודוקטיביות של חיתוך מתכת ודורש שינוי מלא במבנה כלי המכונה כדי להסתגל לדרישות הביצועים של חיתוך של חומר כלי חדש זה. הופעתם ופיתוח נוסף של כלי מכונה חדשים, בתורו, הובילו לפיתוח חומרי כלים טובים יותר, וכלים עברו גירוי ופותחו. בתנאי טכנולוגיית הייצור החדשים, לכלי פלדה במהירות גבוהה יש גם את הבעיה להגביל את עמידות הכלי עקב חיתוך חום בעת חיתוך במהירות גבוהה. כאשר מהירות החיתוך מגיעה ל 700 מעלות צלזיוס, הפלדה המהירה
הקצה משעמם לחלוטין, ובמהירות החיתוך מעל ערך זה, אי אפשר לחלוטין לחתוך. כתוצאה מכך, חומרי הכלים של קרביד השומרים על קשיות מספקת בתנאי טמפרטורת חיתוך גבוהים יותר מאשר האמור לעיל הופיעו וניתן לחתוך אותם בטמפרטורות חיתוך גבוהות יותר.
ניתן לחתוך חומרים רכים עם חומרים קשים, וכדי לחתוך חומרים קשים, יש להשתמש בחומרים קשים יותר ממנה. החומר הקשה ביותר בכדור הארץ כרגע הוא יהלום. למרות שיהלומים טבעיים התגלו זה מכבר בטבע, ויש להם היסטוריה ארוכה של שימוש בהם ככלי חיתוך, יהלומים סינתטיים סונתזו בהצלחה כבר בראשית שנות ה -50 של המאה העשרים, אך השימוש האמיתי ביהלומים כדי ליצור באופן נרחבחומרי כלי חיתוך תעשייתייםהוא עדיין עניין של עשורים אחרונים.
מצד אחד, עם פיתוח טכנולוגיית החלל המודרנית וטכנולוגיית התעופה והחלל, השימוש בחומרים הנדסיים מודרניים הופך להיות שופע יותר ויותר, אם כי הפלדה המהירה המשופרת, קרביד המבטל, וחומרי כלי קרמיקה חדשיםבחיתוך חתיכות עבודה של עיבוד מסורתי, חיתוך מהירות וחיתוך התפוקה הוכפלו או אפילו עשרות פעמים עלו, אך כאשר משתמשים בהן כדי לעבד את החומרים לעיל, עמידות הכלי ויעילות החיתוך עדיין נמוכה מאוד, ואיכות החיתוך קשה להבטיח, לפעמים אפילו לא מסוגלת לעבד, את הצורך להשתמש בחומרים כלים חדים יותר ועמידות ללבוש.
מצד שני, עם התפתחות מהירה של מודרניייצור מכונותותעשיית העיבוד, היישום הרחב של כלי מכונה אוטומטיים, מרכזי עיבוד מספרי מחשב (CNC) וסדנאות עיבוד בלתי מאוישות, על מנת לשפר עוד יותר את דיוק העיבוד, להפחית את זמן שינוי הכלים ולשפר את יעילות העיבוד, יותר ויותר דרישות דחופות כדי לקבל חומרי כלים עמידים ויציבים יותר. במקרה זה, כלי היהלומים התפתחו במהירות, ובו זמנית, התפתחות שלחומרי כלי יהלומיםגם הוא קידם מאוד.
חומרי כלי יהלומיםיש סדרה של תכונות מצוינות, עם דיוק עיבוד גבוה, מהירות חיתוך מהירה וחיי שירות ארוכים. לדוגמה, שימוש בכלי Compax (גיליון מורכב של יהלום פוליקריסטלי) יכול להבטיח עיבוד של עשרות אלפי חלקי טבעת בוכנה של סגסוגת אלומיניום וסגסוגת סיליקון וטיפי הכלים שלהם הם בעצם ללא שינוי; עיבוד ספרי אלומיניום מטוסים עם חותכי טחינה בקוטר גדול יכולים להגיע למהירויות חיתוך של עד 3660 מ '/דקה; אלה אינם ניתנים להשוואה לכלי קרביד.
לא רק זה, השימוש בחומרי כלי יהלומיםיכול גם להרחיב את שדה העיבוד ולשנות את טכנולוגיית העיבוד המסורתית. בעבר, עיבוד מראה יכול להשתמש רק בתהליך השחיקה והלטש, אך כעת לא רק כלי יהלום גביש יחיד טבעי, אלא גם במקרים מסוימים ניתן להשתמש גם בכלים מורכבים סופר קשים PDC לחיתוך קרוב לדיוק-על, כדי להשיג סיבוב במקום טחינה. עם היישום שלכלים סופר קשים, כמה מושגים חדשים הופיעו בתחום עיבוד שבבי, כמו שימוש בכלי PDC, מהירות המפנה המגבילה היא כבר לא הכלי אלא כלי המכונה, וכאשר מהירות המפנה עולה על מהירות מסוימת, חומר העבודה והכלי אינם מחממים. ההשלכות של מושגים פורצי דרך אלה הן עמוקות ומציעות סיכויים בלתי מוגבלים לתעשיית העיבוד המודרנית.
זמן הודעה: נוב-02-2022
