חומרי כלי חיתוך מודרניים חוו יותר מ-100 שנות היסטוריית פיתוח, החל מפלדת פחמן ועד לפלדת מהירות גבוהה.קרביד צמנט, כלי קרמיוחומרי כלי סופר-קשיםבמחצית השנייה של המאה ה-18, חומר הכלים המקורי היה בעיקר פלדת פחמן. משום שבאותה תקופה היא שימשה כחומר הקשה ביותר שניתן לעבד כלי חיתוך. עם זאת, בשל טמפרטורת עמידות החום הנמוכה מאוד שלה (מתחת ל-200 מעלות צלזיוס), לפלדות פחמן יש חיסרון של קהות מיידית ומוחלטת עקב חום החיתוך בעת חיתוך במהירויות גבוהות, וטווח החיתוך מוגבל. לכן, אנו מצפים לחומרי כלים שניתן לחתוך במהירויות גבוהות. החומר שעולה כדי לשקף ציפייה זו הוא פלדה מהירה.
פלדה מהירה, המכונה גם פלדת חזית, פותחה על ידי מדענים אמריקאים בשנת 1898. היא אינה מכילה פחות פחמן מפלדת כלים פחמנית, אלא שהיא מוסיפה טונגסטן. בשל תפקידה של טונגסטן קרביד קשה, קשיותה אינה פוחתת בתנאי טמפרטורה גבוהים, ומכיוון שניתן לחתוך אותה במהירות גבוהה בהרבה ממהירות החיתוך של פלדת כלים פחמנית, היא נקראת פלדה מהירה. בין השנים 1900-1920 הופיעה פלדה מהירה עם ונדיום וקובלט, ועמידותה בחום גדלה ל-500-600 מעלות צלזיוס. מהירות החיתוך של פלדת חיתוך מגיעה ל-30-40 מטר/דקה, עלייה של כמעט פי 6. מאז, עם סידור היסודות המרכיבים אותה, נוצרו פלדות מהירות טונגסטן ומוליבדן. הן עדיין נמצאות בשימוש נרחב עד היום. הופעתה של פלדת מהירות גרמה ל...
מהפכה בעיבוד חיתוך, שיפור משמעותי של הפרודוקטיביות של חיתוך מתכת, ודרישה לשינוי מוחלט במבנה המכונה כדי להתאים אותה לדרישות ביצועי החיתוך של חומר כלי חדש זה. הופעתם ופיתוחם הנוסף של כלי מכונה חדשים, בתורם, הובילו לפיתוח חומרי כלים טובים יותר, וכלים קיבלו עידוד ופיתוח. בתנאי טכנולוגיית הייצור החדשה, כלי פלדה מהירה נתקלים גם בבעיה של הגבלת עמידות הכלי עקב חום חיתוך בעת חיתוך במהירות גבוהה. כאשר מהירות החיתוך מגיעה ל-700 מעלות צלזיוס, הפלדה המהירה...
הקצה קהה לחלוטין, ובמהירות חיתוך מעל ערך זה, בלתי אפשרי לחלוטין לחתוך אותו. כתוצאה מכך, צצו חומרי כלי קרביד ששומרים על קשיות מספקת בתנאי טמפרטורת חיתוך גבוהה יותר מהנ"ל וניתנים לחיתוך בטמפרטורות חיתוך גבוהות יותר.
ניתן לחתוך חומרים רכים עם חומרים קשים, וכדי לחתוך חומרים קשים, יש צורך להשתמש בחומרים קשים יותר ממנו. החומר הקשה ביותר על פני כדור הארץ כרגע הוא יהלום. למרות שיהלומים טבעיים התגלו זה מכבר בטבע, ויש להם היסטוריה ארוכה של שימוש בהם ככלי חיתוך, גם יהלומים סינתטיים סונתזו בהצלחה כבר בתחילת שנות ה-50 של המאה ה-20, אך השימוש האמיתי ביהלומים לייצור נרחב...חומרי כלי חיתוך תעשייתייםעדיין עניין של העשורים האחרונים.
מצד אחד, עם התפתחות טכנולוגיית החלל וטכנולוגיית התעופה והחלל המודרנית, השימוש בחומרי הנדסה מודרניים הופך לנפוץ יותר ויותר, למרות שהפלדה המהירה המשופרת, קרביד צמנט, ו...חומרי כלי קרמיקה חדשיםבחיתוך חלקי עבודה מסורתיים, מהירות החיתוך ופריון החיתוך הוכפלו או אפילו גדלו פי עשרות, אך בעת שימוש בחומרים הנ"ל, עמידות הכלי ויעילות החיתוך עדיין נמוכים מאוד, וקשה להבטיח את איכות החיתוך, לעיתים אפילו לא ניתן לעבד, ולכן יש צורך להשתמש בחומרי כלים חדים ועמידים יותר בפני שחיקה.
מצד שני, עם ההתפתחות המהירה של המודרניותייצור מכונותותעשיית העיבוד, היישום הנרחב של מכונות אוטומטיות, מרכזי עיבוד שבבי עם בקרה נומרית ממוחשבת (CNC) וסדנאות עיבוד שבבי בלתי מאוישות, על מנת לשפר עוד יותר את דיוק העיבוד, להפחית את זמן החלפת הכלים ולשפר את יעילות העיבוד, נעשות דרישות דחופות יותר ויותר לחומרי כלים עמידים ויציבים יותר. במקרה זה, כלי יהלום התפתחו במהירות, ובמקביל, פיתוח ה...חומרי כלי יהלוםגם קודם מאוד.
חומרי כלי יהלוםבעלי סדרה של תכונות מצוינות, עם דיוק עיבוד גבוה, מהירות חיתוך מהירה וחיי שירות ארוכים. לדוגמה, השימוש בכלי Compax (יריעות יהלום מרוכבות פוליקריסטליות) יכול להבטיח עיבוד של עשרות אלפי חלקי טבעות בוכנה מסגסוגת סיליקון אלומיניום וקצות הכלים שלהם יישארו כמעט ללא שינוי; עיבוד שבבי של קורות אלומיניום למטוסים עם חותכי כרסום בקוטר גדול של Compax יכול להגיע למהירויות חיתוך של עד 3660 מטר/דקה; אלה אינם ניתנים להשוואה לכלי קרביד.
לא רק זה, השימוש בחומרי כלי יהלוםיכול גם להרחיב את תחום העיבוד ולשנות את טכנולוגיית העיבוד המסורתית. בעבר, עיבוד מראה יכול היה להשתמש רק בתהליך השחזה וליטוש, אך כיום לא רק כלי יהלום טבעיים בעלי גביש יחיד, אלא במקרים מסוימים ניתן להשתמש גם בכלי PDC מורכבים קשים במיוחד לחיתוך מדויק במיוחד, כדי להשיג חריטה במקום השחזה. עם יישום שלכלים קשים במיוחד, צצו מספר מושגים חדשים בתחום העיבוד השבבי, כגון שימוש בכלי PDC, כאשר מהירות הסיבוב המגבילה אינה עוד הכלי אלא כלי המכונה, וכאשר מהירות הסיבוב עולה על מהירות מסוימת, חומר העבודה והכלי אינם מתחממים. ההשלכות של מושגים פורצי דרך אלה הן עמוקות ומציעות פוטנציאל בלתי מוגבל לתעשיית העיבוד השבבי המודרנית.
זמן פרסום: 2 בנובמבר 2022
