Suvremeni materijali alata za rezanje iskusili su više od 100 godina povijesti razvoja od ugljičnog alatnog čelika do brzoreznog alatnog čelika,cementirani karbid, keramički alatisupertvrdi alatni materijali. U drugoj polovici 18. stoljeća izvorni alatni materijal bio je uglavnom ugljični alatni čelik. Zato što se u to vrijeme koristio kao najtvrđi materijal koji se može obraditi u alate za rezanje. Međutim, zbog vrlo niske temperature otporne na toplinu (ispod 200°C), ugljični alatni čelici imaju nedostatak što su odmah i potpuno tupi zbog topline rezanja pri rezanju pri velikim brzinama, a raspon rezanja je ograničen. Stoga se veselimo alatnim materijalima koji se mogu rezati velikim brzinama. Materijal koji odražava ovo očekivanje je brzorezni čelik.
Brzorezni čelik, također poznat kao prednji čelik, razvili su američki znanstvenici 1898. godine. Ne radi se toliko o tome da sadrži manje ugljika od ugljičnog alatnog čelika, već o tome da je dodan volfram. Zbog uloge tvrdog volfram karbida, njegova tvrdoća se ne smanjuje u uvjetima visoke temperature, a budući da se može rezati brzinom puno većom od brzine rezanja ugljičnog alatnog čelika, nazvan je brzoreznim čelikom. Od 1900. do 1920. pojavio se brzorezni čelik s vanadijem i kobaltom, a njegova toplinska otpornost povećana je na 500 ~ 600 °C. Brzina rezanja čelika za rezanje doseže 30 ~ 40 m/min, što se povećava za gotovo 6 puta. Od tada, serijalizacijom njegovih sastavnih elemenata, formirani su brzorezni čelici od volframa i molibdena. Još uvijek se široko koristi do sada. Pojava brzoreznog čelika uzrokovala je a
revolucija u obradi rezanja, uvelike poboljšavajući produktivnost rezanja metala i zahtijevajući potpunu promjenu u strukturi alatnog stroja kako bi se prilagodio zahtjevima reznih performansi ovog novog alatnog materijala. Pojava i daljnji razvoj novih alatnih strojeva, pak, doveli su do razvoja boljih alatnih materijala, a alati su potaknuti i razvijeni. Pod novim uvjetima proizvodne tehnologije, alati od brzoreznog čelika također imaju problem ograničavanja trajnosti alata zbog topline rezanja pri rezanju velikom brzinom. Kada brzina rezanja dosegne 700 °C, brzorezni čelik
vrh je potpuno tup, a pri brzini rezanja iznad ove vrijednosti potpuno je nemoguće rezati. Kao rezultat toga, pojavili su se alatni materijali od karbida koji zadržavaju dovoljnu tvrdoću u uvjetima viših temperatura rezanja od gore navedenih i mogu se rezati na višim temperaturama rezanja.
Meki materijali se mogu rezati tvrdim materijalima, a za rezanje tvrdih materijala potrebno je koristiti materijale koji su tvrđi od njih. Najtvrđa tvar na Zemlji trenutno je dijamant. Iako su prirodni dijamanti odavno otkriveni u prirodi i imaju dugu povijest korištenja kao alata za rezanje, sintetički dijamanti također su uspješno sintetizirani već početkom 50-ih godina 20. stoljeća, ali stvarna upotreba dijamanata za široku proizvodnjumaterijali za industrijske alate za rezanjejoš uvijek je stvar posljednjih desetljeća.
S jedne strane, s razvojem moderne svemirske tehnologije i zrakoplovne tehnologije, uporaba suvremenih inženjerskih materijala postaje sve obilnija, iako poboljšani brzorezni čelik, cementni karbid inovi materijali za keramičke alateu rezanju obradaka tradicionalne obrade, brzina rezanja i produktivnost rezanja udvostručili su se ili čak desetke puta povećali, ali kada se koriste za obradu gore navedenih materijala, trajnost alata i učinkovitost rezanja još uvijek su vrlo niski, a kvaliteta rezanja je teška za jamstvo, ponekad čak i nemogućnost obrade, potreba za korištenjem oštrijih i otpornijih materijala za alate.
S druge strane, brzim razvojem moderneproizvodnja strojevai prerađivačka industrija, široka primjena alatnih strojeva za automatsko upravljanje, obradnih centara s računalnim numeričkim upravljanjem (CNC) i radionica za obradu bez osoblja, kako bi se dodatno poboljšala točnost obrade, smanjilo vrijeme izmjene alata i poboljšala učinkovitost obrade, sve su hitniji zahtjevi izrađeni da imaju izdržljivije i stabilnije materijale alata. U ovom slučaju, dijamantni alati su se brzo razvili, au isto vrijeme i razvojmaterijali za dijamantne alatetakođer je uvelike promoviran.
Materijali dijamantnog alataimaju niz izvrsnih svojstava, s visokom preciznošću obrade, velikom brzinom rezanja i dugim vijekom trajanja. Na primjer, upotreba Compax (polikristalni dijamantni kompozitni list) alata može osigurati obradu desetaka tisuća dijelova klipnog prstena od silicij aluminijske legure i njihovi vrhovi alata su u osnovi nepromijenjeni; Obrada aluminijskih poluga zrakoplova Compaxovim glodalicama velikog promjera može doseći brzine rezanja do 3660 m/min; Oni su neusporedivi s alatima od karbida.
I ne samo to, korištenjematerijali za dijamantne alatetakođer može proširiti polje obrade i promijeniti tradicionalnu tehnologiju obrade. U prošlosti se obrada zrcalom mogla koristiti samo procesom brušenja i poliranja, ali sada ne samo prirodni monokristalni dijamantni alati, već se u nekim slučajevima također mogu koristiti PDC super-tvrdi kompozitni alati za super-precizno blisko rezanje, za postizanje tokarenja umjesto mljevenja. Uz primjenusupertvrdi alati, pojavili su se neki novi koncepti u području strojne obrade, kao što je korištenje PDC alata, granična brzina tokarenja više nije alat već alatni stroj, a kada brzina tokarenja prijeđe određenu brzinu, obradak i alat rade ne toplina. Implikacije ovih revolucionarnih koncepata su duboke i nude neograničene izglede za modernu strojnu industriju.
Vrijeme objave: 2. studenog 2022
