شركة Nanjing Arrow Chushi Industry and Trade Co. ، Ltd.

تطور وتطبيق حلول أدوات القطع فائقة الصلابة

وقت الإصدار:

2022-05-12

المواد المستخدمة في أدوات القطع فائقة الصلابة تشير إلى الماس الطبيعي والماس الصناعي والـ CBN (نيتريد البورون المكعب) الذي يتمتعان بصلابة وأداء مشابه. نظرًا لارتفاع تكلفة الماس الطبيعي، يتم استخدام الماس متعدد البلورات الصناعي ونيتريد البورون المكعب متعدد البلورات وموادها المركبة بشكل شائع في إنتاج حلول أدوات القطع فائقة الصلابة. دعونا نتعرف معًا على تطور وتطبيقات حلول أدوات القطع فائقة الصلابة!

تشير مواد أدوات القطع فائقة الصلابة إلى الماس الطبيعي والماس الصناعي وCBN (نيتريد البورون المكعب) الذي يتمتع بصلابة وأداء قريب منه. نظرًا لارتفاع تكلفة الماس الطبيعي، يتم استخدام الماس متعدد البلورات الصناعي وCBN متعدد البلورات ومواد مركبة في إنتاج حلول أدوات القطع فائقة الصلابة، لذا دعونا نتعرف علىحلول أدوات القطع فائقة الصلابةالتطورات والتطبيقات!

يمتاز الماس بصلابة عالية ومقاومة للتآكل، حيث يمكن أن تصل صلابته الميكروسكوبية إلى 10000HV، وهو من بين المواد الأكثر صلابة في أدوات القطع. بالإضافة إلى ذلك، فإن معامل الاحتكاك منخفض، ولا يتفاعل مع المعادن الملونة، مما يسهل خروج الرقائق، كما أن الموصلية الحرارية عالية، مما يجعل من الصعب تكوين الرقائق أثناء القطع، وجودة السطح المعالج جيدة. ومع ذلك، فإن النحاس والألمنيوم والمعادن الملونة الأخرى وسبائكها، والسيراميك، والسبائك الصلبة غير الملبدة، والمواد المركبة المدعمة بالألياف والجزيئات تتعرض للتكربن بسهولة عند درجات حرارة تتراوح بين 700 إلى 800، مما يجعلها غير مناسبة لمعالجة الفولاذ. لأن ذرات الحديد تتفاعل بسهولة مع ذرات الكربون عند درجات الحرارة العالية، مما يؤدي إلى تحولها إلى هيكل جرافيت. بالإضافة إلى ذلك، عند قطع سبائك النيكل، تتآكل الأداة بسرعة أيضًا.

　　حلول أدوات القطع فائقة الصلابةالأنواع الرئيسية والتطبيقات

تشمل الأنواع الرئيسية لمواد أدوات القطع الصلبة التي تم استخدامها أو يتم اختبارها في العالم حاليًا:

1. الماس الطبيعي والماس أحادي البلورة الاصطناعي

يتواجد الماس أحادي البلورة في نوعين: الماس الطبيعي (ND) والماس الاصطناعي. يجب أن يكون الماس أحادي البلورة كبيرًا بما يكفي لصنع أدوات القطع (يجب أن تكون الكتلة أكبر من 0.1 جرام، ويجب أن يكون الطول القُطري أقل من 3 مم). ND هو المادة الأكثر صلابة المعروفة بين المعادن، حيث يمكن أن تصل صلابته الميكروسكوبية إلى 10000HV، ومقاومته للتآكل جيدة، كما أن حافة القطع حادة جدًا، وقيمة خشونة الحافة منخفضة، ومعامل الاحتكاك منخفض، ومقاومة الالتصاق جيدة، وموصلية حرارية عالية، مما يضمن عمرًا طويلاً للأداة، ويضمن قطعًا طبيعيًا طويل الأمد، ويقلل من تأثير تآكل الأداة على الأجزاء المعالجة؛ كما أن الموصلية الحرارية العالية يمكن أن تقلل من درجة حرارة القطع وتشوه الأجزاء الحراري. حلول أدوات القطع فائقة الصلابة

2. الماس متعدد البلورات وحواف الماس المركبة متعددة البلورات

PCD، المعروف أيضًا باسم مادة الماس الملبدة، هو مادة متعددة البلورات تتكون من تجميع كميات كبيرة من مسحوق الماس أحادي البلورة باستخدام عوامل ربط معدنية مثل الكوبالت تحت درجات حرارة وضغوط عالية. صلابته أقل قليلاً من الماس أحادي البلورة الطبيعي، ولكنه يتكون من حبيبات الماس ذات الاتجاه العشوائي، مما يجعله متساوي الخواص، ولا يحتوي على أسطح انقسام. لذلك، لا توجد اختلافات كبيرة في القوة والصلابة ومقاومة التآكل بين الأسطح البلورية المختلفة، مثل الماس أحادي البلورة الكبير، بسبب وجود أسطح الانقسام التي تظهر هشاشة.

3. الماس CVD

الماس CVD هو ماس يتم تحضيره تحت ضغط منخفض، وعلى عكس الماس أحادي البلورة الكبير، يتم تصنيع PCD وPDC تحت درجات حرارة وضغوط عالية. هناك ثلاثة أنواع من الماس CVD: الأول هو طلاء الماس CVD المترسب على قاعدة مناسبة (بما في ذلك طلاء الكربون الشبيه بالماس DLC)؛ الثاني هو فيلم سميك من الماس CVD بسمك 1 مم بدون دعم؛ والثالث هو فيلم أحادي البلورة أو شبه أحادي البلورة من الماس CVD ينمو على بذور الماس. الماس CVD هو ماس نقي خالٍ من أي عوامل تحفيز معدنية، وبالتالي فإن استقراره الحراري قريب من الماس الطبيعي. مثل الماس متعدد البلورات الاصطناعي الذي يتم تصنيعه تحت درجات حرارة وضغوط عالية، فإن حبيبات الماس CVD أيضًا مرتبة بشكل عشوائي، ولا تحتوي على أسطح انقسام هشة، مما يجعلها متساوية الخواص. تتميز أدوات القطع المطلية بـ CVD بمزايا مثل تعقيد الشكل، وانخفاض التكلفة، ووجود شفرات متعددة في قطعة واحدة مقارنة بأدوات PCD وPDC. ومع ذلك، فإن حلول أدوات القطع فائقة الصلابة تواجه أيضًا عيوبًا مثل انخفاض قوة الربط بين طلاء الماس والقاعدة، وسهولة تقشير الحواف المطلية بـ CVD عند معالجتها. حتى الآن، لا يزال سوق تطبيقات الماس CVD صغيرًا؛ مقارنة بـ PDC، فإن الماس CVD السميك يتمتع بمزايا مثل الاستقرار الحراري الجيد، ولكن عيوبه تشمل انخفاض قوة التجمع بين الحبيبات، والضغط الداخلي العالي، وزيادة الهشاشة، وعدم التوصيل الكهربائي. خاصةً أن نقص التوصيل الكهربائي يعيق استخدامه في تقنيات القطع والتلميع بالشرارة الكهربائية (EDM). هذه التقنية مستخدمة على نطاق واسع في صناعة أدوات الماس، وخاصة في إنتاج أدوات معالجة الخشب.

ما تم تقديمه أعلاه هوحلول أدوات القطع فائقة الصلابةالتطورات والتطبيقات، إذا كنت بحاجة إلى معرفة المزيد، فلا تتردد في الاتصال بنا!

الأخبار ذات الصلة