El desenvolupament dels ganivets ocupa una posició important en la història del progrés humà. Ja entre els segles 28 i 20 aC, a la Xina havien aparegut cons de llautó i cons de coure, trepants, ganivets i altres ganivets de coure. A finals del període dels Estats Combatents (segle III aC), es van fabricar ganivets de coure gràcies al domini de la tecnologia de cementació. Els trepants i les serres d'aquella època tenien algunes similituds amb les modernes broques i serres planes.
imatge
Breu història de les eines de tall
El ràpid desenvolupament dels ganivets va arribar a finals del segle XVIII amb el desenvolupament de màquines com les màquines de vapor.
El 1783, René de França va produir per primera vegada freses. El 1923, l'alemany Schrotter va inventar el carbur cimentat. Quan s'utilitza carbur cimentat, l'eficiència és més del doble que l'acer d'alta velocitat, i la qualitat de la superfície i la precisió dimensional de la peça processada per tall també es milloren molt.
A causa de l'alt preu de l'acer d'alta velocitat i el carbur cimentat, l'any 1938, l'empresa alemanya Degusa va obtenir una patent sobre ganivets ceràmics. El 1972, la General Electric Company dels Estats Units va produir fulles de nitrur de bor cúbic policristalí de diamant sintètic policristalí. Aquests materials d'eina no metàl·lics permeten que l'eina talli a velocitats més altes.
El 1969, la Sandvik Steel Works sueca va obtenir una patent per produir inserts de carbur recoberts de carbur de titani mitjançant deposició química de vapor. L'any 1972, Bangsha i Lagolan als Estats Units van desenvolupar un mètode de deposició física de vapor per revestir una capa dura de carbur de titani o nitrur de titani a la superfície d'eines de carbur cimentat o d'acer d'alta velocitat. El mètode de recobriment de superfície combina l'alta resistència i duresa del material base amb l'alta duresa i resistència al desgast de la capa superficial, de manera que el material compost té un millor rendiment de tall.
A causa de l'alta temperatura, l'alta pressió, l'alta velocitat i les peces que funcionen en medis fluids corrosius, s'utilitzen cada cop més materials difícils de mecanitzar, i el nivell d'automatització del processament de tall i els requisits per a la precisió del processament són cada cop més alts. . En seleccionar l'angle de l'eina, cal tenir en compte la influència de diversos factors, com ara el material de la peça, el material de l'eina, les propietats de processament (mecanitzat en brut i acabat), etc., que s'han de seleccionar raonablement segons la situació específica.
Materials d'eines habituals: acer d'alta velocitat, carbur cimentat (inclòs cermet), ceràmica, CBN (nitrur de bor cúbic), PCD (diamant policristal·lí), perquè la seva duresa és més dura que una, de manera que, en general, la velocitat de tall també és una. més alt que l'altre.
Anàlisi del rendiment del material de l'eina
Acer d'alta velocitat: es pot dividir en acer normal d'alta velocitat i acer d'alta velocitat d'alt rendiment.
L'acer normal d'alta velocitat, com ara W18Cr4V, s'utilitza àmpliament en la fabricació de diversos ganivets complexos. La seva velocitat de tall generalment no és massa alta i és de 40-60m/min quan es tallen materials d'acer habituals.
L'acer d'alta velocitat d'alt rendiment, com ara W12Cr4V4Mo, es fon afegint contingut de carboni, contingut de vanadi, cobalt, alumini i altres elements a l'acer normal d'alta velocitat. La seva durabilitat és 1.5-3 vegades la de l'acer normal d'alta velocitat.
imatge
Carbur cimentat: segons GB2075-87 (en referència a l'estàndard 190), es pot dividir en tres categories: P, M i K. El carbur cimentat de tipus P s'utilitza principalment per processar metalls ferrosos amb encenalls llargs, i el blau s'utilitza com a marca; S'utilitza principalment el tipus M. S'utilitza per processar metalls ferrosos i metalls no fèrrics, i està marcat amb groc, també conegut com a aliatge dur d'ús general. El tipus K s'utilitza principalment per processar metalls ferrosos, metalls no fèrrics i materials no metàl·lics amb encenalls curts, i està marcat amb vermell.
Els números aràbics darrere de P, M i K indiquen el seu rendiment i la càrrega de processament o les condicions de processament. Com més petit sigui el nombre, més gran és la duresa i pitjor és la duresa.
imatge
Ceràmica: els materials ceràmics tenen una bona resistència al desgast i poden processar materials d'alta duresa que són difícils o impossibles de processar amb eines tradicionals. A més, les eines de tall de ceràmica poden evitar el consum d'energia del processament de recuit i, per tant, també poden augmentar la duresa de la peça i allargar la vida útil de l'equip de la màquina.
La fricció entre la fulla de ceràmica i el metall és petita quan es talla, el tall no és fàcil d'adherir a la fulla i no és fàcil produir una vora acumulada i pot realitzar un tall d'alta velocitat. Per tant, en les mateixes condicions, la rugositat superficial de la peça és relativament baixa. La durabilitat de l'eina és diverses vegades o fins i tot desenes de vegades superior a la de les eines tradicionals, la qual cosa redueix el nombre de canvis d'eina durant el processament.
Resistència a altes temperatures, bona duresa vermella. Es pot tallar contínuament a 1200 graus, de manera que la velocitat de tall de les insercions ceràmiques pot ser molt superior a la del carbur cimentat. Pot realitzar talls a alta velocitat o realitzar "substituir el rectificat per tornejat i fresat". L'eficiència de tall és 3-10 vegades superior a la de les eines de tall tradicionals, i s'aconsegueix l'efecte d'estalviar hores de treball, electricitat i nombre de màquines-eina en un 30% -70 per cent o més.
imatge
CBN: Aquest és el segon material de duresa més alta que es coneix actualment. La duresa de la làmina composta CBN és generalment HV3000 ~ 5000, que té una alta estabilitat tèrmica i una duresa a alta temperatura i una alta resistència a l'oxidació. A 1000 graus C No es produeix l'oxidació i no es produeix cap reacció química amb materials a base de ferro a 1200-1300 graus C. Té una bona conductivitat tèrmica i un baix coeficient de fricció.
imatge
PCD de diamant policristalí: els ganivets de diamant tenen les característiques d'alta duresa, alta resistència a la compressió, bona conductivitat tèrmica i resistència al desgast, i poden obtenir una alta precisió de processament i eficiència de processament en tall d'alta velocitat. Com que l'estructura del PCD és un cos sinteritzat de diamant de gra fi amb diferents orientacions, la seva duresa i resistència al desgast encara són inferiors a les del diamant monocristal malgrat l'addició d'un aglutinant. L'afinitat amb els metalls no fèrrics i els materials no metàl·lics és molt petita, i els xips no són fàcils d'enganxar a la punta de l'eina per formar la vora acumulada durant el processament.
imatge
Resumir
L'àmbit d'aplicació de cada material
Acer d'alta velocitat: s'utilitza principalment en ocasions que requereixen una gran tenacitat, com ara eines de conformació i formes complexes;
Carbur cimentat: la més àmplia gamma d'aplicacions, bàsicament capaç;
Ceràmica: s'utilitza principalment en el mecanitzat en brut i el mecanitzat d'alta velocitat de peces dures de tornejat i peces de ferro colat;
CBN: s'utilitza principalment en el tornejat de peces dures i el mecanitzat d'alta velocitat de peces de ferro colat (en termes generals, és més eficient que la ceràmica pel que fa a la resistència al desgast, la tenacitat a l'impacte i la resistència a la fractura);
PCD: s'utilitza principalment per al tall d'alta eficiència de metalls no fèrrics i materials no metàl·lics.
