À l'heure actuelle, l'industrie chinoise de transformation des machines se développe rapidement et certains matériaux difficiles à couper sont largement utilisés dans l'industrie des matériaux et l'industrie des machines de précision.Afin de répondre aux besoins de développement de l'industrie moderne de transformation des machines, nous devons utiliser des outils à haute résistance et bonne ténacité.Par conséquent, les outils en matériaux durs sont progressivement appliqués à l’industrie de transformation mécanique.Cet article se concentre sur l'application d'outils en matériaux durs dans l'usinage en vue du développement d'outils en matériaux durs, afin de fournir une référence mutuelle aux amis du même secteur.
Avec le développement rapide des technologies de fabrication modernes et une concurrence féroce sur le marché, les exigences de l'industrie de fabrication mécanique en matière de pièces d'équipement mécanique augmentent également, en particulier en ce qui concerne les performances structurelles des pièces mécaniques.Par conséquent, de nouveaux matériaux aux propriétés diverses ont progressivement émergé dans la société.Ces nouveaux matériaux posent non seulement un sérieux défi aux outils d'usinage traditionnels, mais sont également assez difficiles à traiter.À l'heure actuelle, les outils de coupe avancés sont devenus la clé du développement de l'industrie du traitement mécanique, et les outils en matériaux durs ont sans aucun doute été appliqués au traitement mécanique moderne.
1. Historique de développement d'outils en matériaux durs
Dans les années 1950, les scientifiques américains ont pris du diamant synthétique, du liant et de la poudre de carbure de bore comme matières premières, ont réagi à haute température et pression, et ont fritté un bloc polycristallin comme matériau principal de l'outil.Après les années 1970, les gens ont progressivement développé des matériaux composites en feuilles, produits en combinant du diamant et du carbure cémenté, ou du nitrure de bore et du carbure cémenté.Dans cette technologie, le carbure cémenté est considéré comme le substrat et une couche de diamant est formée sur la surface du substrat par pressage ou frittage.Le diamant a une épaisseur d'environ 0,5 à 1 mm.De tels matériaux peuvent non seulement améliorer la résistance à la flexion des matériaux, mais également résoudre efficacement le problème de la difficulté à souder les matériaux traditionnels.Cela a favorisé l'entrée de l'outil en matériau dur dans la phase d'application.
2. Application d'outils en matériaux durs dans l'usinage
(1) Application d'outils diamantés monocristallins
Le diamant monocristallin est généralement divisé en diamant synthétique et diamant naturel.Généralement, si un diamant monocristallin est utilisé pour fabriquer l'outil, il est nécessaire de sélectionner le diamant ayant une taille de particule plus grande, une masse supérieure à 0,1 g et un diamètre supérieur à 3 mm.À l’heure actuelle, le diamant naturel est le matériau le plus dur parmi les minéraux.Il a non seulement une bonne résistance à l'usure, mais l'outil qui en est composé est également très tranchant.En même temps, il présente une résistance élevée à l’adhérence et une faible conductivité thermique.L'outil traité est lisse et de bonne qualité.Dans le même temps, l'outil en diamant naturel présente une très bonne durabilité et une durée de vie relativement longue.De plus, lors d'une coupe prolongée, cela n'affectera guère le traitement des pièces.La conductivité thermique relativement faible peut avoir un bon effet sur la prévention de la déformation des pièces.
Le diamant naturel présente de nombreux avantages.Bien que ces avantages soient coûteux, ils peuvent répondre aux exigences de nombreuses opérations de découpe de haute précision et sont largement utilisés dans la découpe de précision et la découpe d’ultra-précision.Tels que les miroirs réfléchissants qui utilisent des réacteurs atomiques et d'autres technologies avancées, ainsi que les gyroscopes de navigation au sol utilisés sur les missiles ou les fusées, ainsi que certaines pièces de montre, accessoires métalliques, etc., ont appliqué cette technologie.
(2) Application d'outils diamantés polycristallins
Le diamant polycristallin est généralement appelé diamant fritté.L'utilisation de diamant polycristallin pour des métaux tels que le cobalt, dans des conditions de température et de pression élevées, transformera une grande quantité de poudre monocristalline de diamant polycristalline en une seule, formant ainsi un matériau d'outil polycristallin.La dureté du diamant polycristallin est inférieure à celle du diamant naturel.Cependant, il est formé d’une variété de poudre de diamant, et il n’existe aucun cas où différents plans cristallins aient une résistance et une dureté différentes.Lors de la coupe, le tranchant en diamant polycristallin présente une très haute résistance aux dommages accidentels et une bonne résistance à l'usure.Il peut garder le tranchant affûté pendant une période relativement longue.En même temps, il peut utiliser une vitesse de coupe relativement rapide lors de l'usinage.Par rapport aux outils en carbure cémenté WC, les outils diamantés polycristallins ont une durée de vie plus longue, un accès plus facile aux matériaux synthétiques et des prix plus bas.
(3) Application du diamant CVD
Le matériau de l'outil en diamant CVD est traité sous basse pression, ce qui constitue la plus grande différence par rapport à la technologie PSC traditionnelle et à la technologie PDC.Le diamant CVD ne contient aucun composant catalyseur.Bien qu'il soit similaire au diamant naturel dans certaines propriétés, il est toujours le même que le diamant polycristallin dans les matériaux, c'est-à-dire que les grains de composition sont disposés de manière désordonnée, manquent de surface de clivage fragile et ont les mêmes propriétés entre les surfaces.Par rapport aux outils fabriqués par la technologie traditionnelle, les outils fabriqués par la technologie diamantée CVD présentent plus d'avantages, tels qu'une forme d'outil plus complexe, un coût de production inférieur et plusieurs lames de la même lame.
(4) Application de nitrure de bore cubique polycristallin
Le nitrure de bore cubique polycristallin (PCBN) est un outil en matériau dur très courant, de plus en plus utilisé en usinage.L'outil fabriqué avec cette technologie présente une excellente dureté et résistance à l'usure.Il peut non seulement être utilisé à des températures relativement élevées, mais présente également une excellente résistance à la corrosion et une excellente conductivité thermique.Par rapport aux outils PCD et PDC, les outils en nitrure de bore cubique polycristallin ont toujours une résistance à l'usure inférieure, mais ils peuvent être utilisés normalement à 1200 ℃ et peuvent résister à une certaine corrosion chimique !
À l'heure actuelle, le nitrure de bore cubique polycristallin est principalement utilisé dans la fabrication automobile, comme les moteurs automobiles, les arbres de transmission et les disques de frein.De plus, environ un cinquième des opérations de transformation d’équipements lourds utilisent également cette technologie.Ces dernières années, avec le développement de la technologie informatique et de la technologie des machines-outils CNC, l'application du nitrure de bore cubique polycristallin est devenue de plus en plus répandue, et avec la mise en œuvre de concepts d'usinage avancés tels que la coupe à grande vitesse, le tournage au lieu du meulage, l'outil Le matériau de nitrure de bore cubique polycristallin s'est progressivement développé pour devenir un matériau important dans le traitement de tournage moderne.
3. Résumé
L'application d'outils en matériaux durs dans l'usinage améliore non seulement la qualité et l'efficacité de l'usinage, mais joue également un rôle essentiel dans le développement de l'industrie de transformation mécanique.Par conséquent, afin de promouvoir le développement de l'industrie de transformation mécanique, il est nécessaire de renforcer continuellement la recherche sur les outils en matériaux durs, de bien comprendre les connaissances liées aux outils en matériaux durs et de renforcer les pratiques d'application, non seulement pour améliorer la qualité des outils. personnel, mais aussi pour renforcer l'application de la science et de la technologie dans l'amélioration des outils en matériaux durs, afin de réaliser le développement rapide de l'industrie de transformation mécanique.
Heure de publication : 03 juin 2019