Supertrdi orodni material se nanaša na supertrdi material, ki se lahko uporablja kot rezalno orodje. Trenutno ga lahko razdelimo v dve kategoriji: diamantni rezalni material in kubični borov nitrid. Obstaja pet glavnih vrst novih materialov, ki so bili uporabljeni ali so v fazi testiranja.
(1) Naravni in umetni sintetični veliki monokristalni diamant
(2) Rezilo iz polidiamanta (PCD) in polidiamanta (PDC)
(3) CVD diamant
(4) Polikristalni kubični borov amonijak; (PCBN)
(5) CVD prevleka s kubičnim borom in amoniakom
1, naravni in sintetični veliki monokristalni diamant
Naravni diamant ima enotno kristalno strukturo brez notranjih meja med zrni, tako da lahko rezilo orodja teoretično doseže atomsko gladkost in ostrino, z močno rezalno sposobnostjo, visoko natančnostjo in majhno rezalno silo. Trdota, odpornost proti obrabi in koroziji ter kemična stabilnost naravnega diamanta zagotavljajo dolgo življenjsko dobo orodja, zagotavljajo dolgo normalno rezanje in zmanjšujejo vpliv obrabe orodja na natančnost obdelanih delov, njegova visoka toplotna prevodnost pa lahko zmanjša temperaturo rezanja in toplotno deformacijo delov. Fine lastnosti naravnega velikega monokristalnega diamanta lahko izpolnjujejo večino zahtev za natančno in ultra natančno rezanje orodnih materialov. Čeprav je drag, je še vedno prepoznan kot idealen natančen in ultra natančno rezalni material za orodja ter se lahko široko uporablja pri obdelavi jedrskih reaktorjev in drugih visokih tehnologij na področju ogledal, raket in raket, substratov za trde diske računalnikov, super precizne obdelave elektronskih topov za pospeševalnike ter tradicionalnih delov ur, nakita, pisal, precizne obdelave kovinskih okraskov itd. Poleg tega se lahko uporablja tudi za izdelavo oftalmoloških orodij, skalpelov za možgansko kirurgijo, ultra tankih bioloških rezil in drugih medicinskih orodij. Trenutni razvoj tehnologije visoke temperature in visokega tlaka omogoča pripravo velikih monokristalnih diamantov določene velikosti. Prednost tega diamantnega orodnega materiala je njegova dobra velikost, oblika in zmogljivost ter konsistentnost, česar pri izdelkih iz naravnih diamantov ni mogoče doseči. Zaradi pomanjkanja ponudbe velikih naravnih diamantov in visoke cene se bo njegova uporaba v ultra precizni rezalni obdelavi kot nadomestek za naravne velike monokristalne diamante hitro razvijala.
2. Polikristalni diamant (PCD) in polikristalni diamantni kompozitni rezilni material (PDC) imata v primerjavi z velikimi monokristalnimi diamanti kot orodnim materialom iz polikristalnega diamanta (PCD) in polikristalnega diamantnega kompozitnega rezilnega materiala (PDC) naslednje prednosti: (1) neurejena razporeditev zrn, izotropnost, brez cepitvene površine. Zato se ne razlikujeta od velikih monokristalnih diamantov glede na trdnost in trdoto površine.
In odpornost proti obrabi je zelo različna, zaradi prisotnosti cepitvene površine pa je tudi krhka.
(2) ima visoko trdnost, zlasti material orodja PDC zaradi podpore karbidne matrice in visoke odpornosti na udarce, udarec povzroči le lomljenje majhnih zrn, ne pa velikega zloma monokristalnega diamanta, zato se orodje PCD ali PDC ne more uporabljati le za natančno rezanje in običajno polprecizno obdelavo, temveč se lahko uporablja tudi za veliko grobo obdelavo in občasno obdelavo (kot je rezkanje itd.), kar močno razširi paleto materialov diamantnih orodij.
(3) Velik surovec orodja PDC je mogoče pripraviti tako, da zadosti potrebam velikih obdelovalnih orodij, kot je rezkar.
(4) Za potrebe različnih obdelav je mogoče izdelati posebne oblike. Zaradi izboljšanja orodij PDC in tehnologije obdelave, kot so električna iskra, tehnologija laserskega rezanja, je mogoče obdelati in oblikovati trikotne, ribje kosti, dvokapnice in druge posebne oblike rezil. Za potrebe posebnih rezalnih orodij je mogoče oblikovati tudi orodij PDC v obliki ovitka, sendviča in valja.
(5) Zmogljivost izdelka je mogoče načrtovati ali predvideti, izdelku pa so dodeljene potrebne lastnosti za prilagoditev njegovi specifični uporabi. Na primer, izbira drobnozrnatega materiala orodja PDC lahko izboljša kakovost robov orodja; grobozrnati material orodja PDC pa lahko izboljša vzdržljivost orodja.
Skratka, z razvojem materialov za orodja PCD in PDC se je uporaba orodij PCD in PDC hitro razširila na številne proizvodne obrate.
Industrija se pogosto uporablja v neželeznih kovinah (aluminij, aluminijeve zlitine, baker, bakrove zlitine, magnezijeve zlitine, cinkove zlitine itd.), karbidu, keramiki, nekovinskih materialih (plastika, trda guma, ogljikove palice, les, cementni izdelki itd.), kompozitnih materialih (kot so vlaknasto ojačana plastika CFRP, kovinsko-matrični kompoziti MMC) in obdelava z rezanjem, zlasti v avtomobilski in lesnopredelovalni industriji, kar je postala visokozmogljiva alternativa tradicionalnemu karbidu.
Čas objave: 27. marec 2025
