Či bude v budúcnosti existovať trh pre supertvrdé nástrojové materiály

S rozvojom materiálového priemyslu a presného strojárskeho priemyslu sa zvyšuje používanie presného rezania, ultra presného rezania a ťažkých rezných materiálov a použitie ultratvrdých nástrojov je čoraz rozsiahlejšie. Supertvrdý materiálový nástroj má vlastnosti vysokej účinnosti, dlhej životnosti a dobrej kvality spracovania. V minulosti sa používal najmä na konečnú úpravu. V posledných rokoch sa v dôsledku zlepšenia výrobného procesu umelého supertvrdého nástrojového materiálu, kontroly čistoty surovín a veľkosti zrna, používania kompozitných materiálov a procesu lisovania za tepla rozširuje rozsah použitia, okrem toho, že je vhodný na všeobecné dokončovanie a polodokončovanie, ale možno ho použiť aj na hrubé spracovanie. Je medzinárodne uznávaný ako jeden z najproduktívnejších nástrojových materiálov súčasnosti. Použitím supertvrdých materiálov na spracovanie ocele, liatiny, neželezných kovov a zliatin je rýchlosť rezania o jeden rád vyššia ako pri tvrdej zliatine a životnosť nástroja je desiatky alebo dokonca stokrát vyššia ako pri tvrdej zliatine. . Jeho vzhľad zároveň mení aj tradičný technologický koncept. Ultra tvrdý nástroj možno použiť priamo na sústruženie a frézovanie namiesto brúsenia (alebo leštenia). Na spracovanie kalených dielov možno namiesto viacerých procesov použiť jeden proces, čím sa výrazne skráti tok procesu.

 

Vývoj supertvrdých nástrojových materiálov

Supertvrdý nástrojový materiál označuje prírodný diamant a umelý diamant a CBN (kubický nitrid bóru) s podobnou tvrdosťou a vlastnosťami. Nakoľko cena prírodného diamantu je pomerne vysoká, vo výrobe sa využíva prevažne umelý polykryštalický diamant (PCD), polykryštalický kubický nitrid bóru (PCBN) a ich kompozitné materiály.

Už v 1950 USA používali mikroprášok z umelého diamantu a umelý mikroprášok CBN pri vysokej teplote, vysokom tlaku, spekanie katalyzátora a spojiva do veľkých polykryštalických blokov ako nástrojové materiály. Odvtedy ho vyvinula spoločnosť DeBeers v Južnej Afrike, bývalom Sovietskom zväze a Japonsku. Začiatkom 70. rokov 20. storočia bol predstavený kompozitný plech z diamantu alebo CBN a tvrdej zliatiny. Vyrábajú sa spekaním alebo lisovaním vrstvy PCD alebo PCBN s hrúbkou 0,5 mm ~ 1 mm na matricu z tvrdej zliatiny, čo rieši problémy, ako je nízka pevnosť v ohybe supertvrdých materiálov rezných nástrojov, ťažkosti pri zváraní vložiek, takže aplikácia super tvrdé rezné nástroje vstúpili do praktickej fázy. V súčasnosti existujú syntetické veľké monokryštálové diamanty a funkčné materiály, ako je povlak diamantového filmu a hrubý diamantový film vyrábaný metódou CVD (chemické nanášanie pár), ktoré značne rozširujú oblasť použitia supertvrdých nástrojov.

Výskum a aplikácia supertvrdých nástrojových materiálov sa začala v 70. rokoch 20. storočia a výrobca supertvrdého materiálu a jeho produktov bol vybudovaný v Guiyangu v roku 1970. Za celých 20 rokov od roku 1970 do roku 1990 sa ročná produkcia supertvrdého materiálu zvyšuje len zo 460,{ {6}} karátov na 35 miliónov karátov. V deväťdesiatych rokoch minulého storočia mnohé závody na výrobu supertvrdých materiálov zaviedli kompletné súpravy zariadení a technológií na syntézu supertvrdých materiálov zo zahraničia a produkcia sa rýchlo rozvinula. Do roku 1997 dosiahla ročná produkcia syntetického diamantu v našej krajine približne 500 miliónov karátov a produkcia CBN predstavuje 8 miliónov gramov.

 

Vlastnosti supertvrdých nástrojových materiálov

Diamant má vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu a jeho mikrotvrdosť môže dosiahnuť 10 000 HV. Je to tvrdý materiál medzi nástrojovými materiálmi. Zároveň je jeho koeficient trenia malý, žiadna afinita s neželezným kovom, tok triesok je ľahký, vysoká tepelná vodivosť, pri rezaní nie je ľahké vytvoriť nádor triesky, kvalita povrchu je dobrá. Dokáže efektívne spracovávať neželezné kovové materiály a nekovové materiály, ako je meď, hliník a iné neželezné kovy a ich zliatiny, keramiku, spekanú tvrdú zliatinu, rôzne kompozitné materiály vystužené vláknami a časticami, plasty, gumu, grafit, atď. sklo a rôzne drevo odolné proti opotrebovaniu (najmä masívne drevo a preglejkové kompozitné materiály).