Звышцвёрды інструментальны матэрыял адносіцца да звышцвёрдага матэрыялу, які можа выкарыстоўвацца ў якасці рэжучага інструмента. У цяперашні час яго можна падзяліць на дзве катэгорыі: алмазны рэжучы інструмент і рэжучы інструмент з кубічнага нітрыду бору. Існуе пяць асноўных разнавіднасцяў новых матэрыялаў, якія былі ўжытыя або знаходзяцца ў стадыі выпрабаванняў.
(1) Натуральны і штучны сінтэтычны буйны монакрыштальны алмаз
(2) Поліалмазны (PCD) і поліалмазны кампазітны дыск (PDC)
(3) Алмаз з хімічнай апрацоўкай пласцін (CVD)
(4) Палікрышталічны кубічны борна-аміяк; (PCBN)
(5) Пакрыццё кубічным бор-аміякам, атрыманае метадам CVD
1, натуральны і сінтэтычны буйны монакрыштальны алмаз
Натуральны алмаз мае аднастайную крышталічную структуру без унутраных межаў зерняў, таму лязо інструмента тэарэтычна можа дасягнуць атамнай гладкасці і вастрыні, з высокай рэжучай здольнасцю, высокай дакладнасцю і малой сілай рэзання. Цвёрдасць, зносаўстойлівасць і каразійная стойкасць, а таксама хімічная стабільнасць натуральнага алмаза забяспечваюць працяглы тэрмін службы інструмента, могуць гарантаваць працяглы нармальны рэз і памяншаць уплыў зносу інструмента на дакладнасць апрацоўваемых дэталяў, яго высокая цеплаправоднасць можа знізіць тэмпературу рэзання і цеплавую дэфармацыю дэталяў. Выдатныя характарыстыкі натуральнага буйнога монакрышталічнага алмаза могуць задаволіць большасць патрабаванняў да дакладнай і звышдакладнай рэзкі інструментальных матэрыялаў. Нягледзячы на высокі кошт, ён усё яшчэ прызнаны ідэальным дакладным і звышдакладным інструментальным матэрыялам і можа шырока выкарыстоўвацца ў апрацоўцы ядзерных рэактараў і іншых высокіх тэхналогій у галіне люстэркаў, ракет і ракет, падкладак для жорсткіх дыскаў кампутараў, звышдакладнай апрацоўкі электронных гармат паскаральнікаў, а таксама традыцыйных дэталяў гадзіннікаў, ювелірных вырабаў, ручак, дакладнай апрацоўкі металічных упрыгожванняў і г.д. Акрамя таго, ён таксама можа выкарыстоўвацца для вырабу афтальмалагічных скальпеляў, скальпеляў для аперацый на мозгу, звыштонкіх біялагічных лязоў і іншых медыцынскіх інструментаў. Сучаснае развіццё тэхналогій высокай тэмпературы і высокага ціску дазваляе атрымліваць буйныя монакрышталічныя алмазы пэўнага памеру. Перавагай гэтага алмазнага інструмента з'яўляецца яго добры памер, форма і стабільнасць, чаго нельга дасягнуць у вырабах з натуральных алмазаў. З-за дэфіцыту буйных прыродных алмазаў і высокай цаны, сінтэтычны буйначасцічны монакрышталічны алмазны інструментальны матэрыял у якасці замены натуральным буйным монакрышталічным алмазам будзе хутка развівацца ў апрацоўцы ультрадакладнай рэзкі.
2. У параўнанні з буйным монакрышталічным алмазам (PCD) і полікрышталічным алмазным кампазітным лязом (PDC) у якасці інструментавага матэрыялу маюць наступныя перавагі: (1) неўпарадкаванае размяшчэнне зерняў, ізатропнасць, адсутнасць паверхні сколу. Такім чынам, яны адрозніваюцца па трываласці і цвёрдасці паверхні крышталя ад буйных монакрышталічных алмазаў.
І зносаўстойлівасць вельмі розная, і з-за наяўнасці паверхні сколу яна таксама з'яўляецца далікатнай.
(2) мае высокую трываласць, асабліва інструмент PDC, які мае падтрымку з карбіднай матрыцы і высокую ўдаратрываласць. Пры ўдары будуць толькі дробныя зярняты разбурацца, а не буйныя разбурэнні, як у монакрышталічнага алмаза. Такім чынам, інструменты PCD або PDC могуць выкарыстоўвацца не толькі для дакладнай рэзкі і звычайнай паўдакладнай апрацоўкі, але і для вялікай колькасці грубай апрацоўкі і перыядычнай апрацоўкі (напрыклад, фрэзеравання і г.д.), што значна пашырае дыяпазон выкарыстання алмазных інструментальных матэрыялаў.
(3) Вялікія нарыхтоўкі інструментаў PDC могуць быць падрыхтаваны ў адпаведнасці з патрэбамі буйных апрацоўчых інструментаў, такіх як фрэза.
(4) Можна вырабляць спецыяльныя формы для задавальнення патрэб розных відаў апрацоўкі. Дзякуючы ўдасканаленню тэхналогій апрацоўкі, такіх як электрычная іскра, лазерная рэзка, можна апрацоўваць і фармаваць нарыхтоўкі з лязамі спецыяльнай формы, трохкутнікі, ялінкі, франтоны і іншыя. Для задавальнення патрэб спецыяльных рэжучых інструментаў яны таксама могуць быць распрацаваны ў выглядзе абгорнутых, сэндвіч- і рулонных нарыхтовак PDC.
(5) Характарыстыкі прадукту могуць быць распрацаваны або прадказаны, і яму надаюцца неабходныя характарыстыкі для адаптацыі да яго канкрэтнага выкарыстання. Напрыклад, выбар дробназярністага матэрыялу інструмента PDC можа палепшыць якасць рэжучай кромкі інструмента; буйназярністы матэрыял інструмента PDC можа палепшыць даўгавечнасць інструмента.
У заключэнне, з распрацоўкай матэрыялаў для інструментаў PCD і PDC, іх прымяненне хутка пашырылася на многія вытворчыя прадпрыемствы.
У прамысловасці шырока выкарыстоўваецца ў каляровых металах (алюміній, алюмініевыя сплавы, медзь, медныя сплавы, магніевыя сплавы, цынкавыя сплавы і г.д.), карбідзе, кераміцы, неметалічных матэрыялах (пластык, цвёрдая гума, вугляродныя стрыжні, дрэва, цэментныя вырабы і г.д.), кампазітных матэрыялах (напрыклад, армаваным валакном пластыкам, вугляроднымі стрыжнямі, металічным матрычным кампазітам, MMC), апрацоўцы рэзкай, асабліва ў аўтамабільнай і дрэваапрацоўчай прамысловасці, што стала высокапрадукцыйнай альтэрнатывай традыцыйнаму карбіду.
Час публікацыі: 27 сакавіка 2025 г.
