Mūsdienu rūpniecības apstrādē arvien vairāk tiek izmantoti cieti un trausli materiāli, piemēram, optiskais stikls, keramika un kvarcs. Tomēr to augstā cietība un zemā izturība bieži noved pie malu šķeldošanas, plaisāšanas un citiem defektiem pārstrādes laikā, nopietni kompromitējot produkta kvalitāti un efektivitāti. Cermet redzēja asmeņus, izmantojot to unikālās materiāla īpašības un konstrukcijas dizainu, ir parādījušies kā kritisks risinājums "nulles malas šķembu" sasniegšanai šajos izaicinošajos materiālos. Šajā rakstā ir iekļauti šī izrāviena tehniskie principi.
1. Cermet materiāla īpašību priekšrocības
Cermet, metāla fāžu (piemēram, Ni, Co, MO) un keramikas fāžu (piemēram, TIC, TIN, TICN) kompozīts, apvieno abu komponentu labākos atribūtus:
Keramikas fāze: nodrošina ultrahitu cietību, izcilu nodiluma izturību un ķīmisko stabilitāti, pretošanās berzei un triecienam griešanas laikā.
Metāliskā fāze: pastiprina izturību (izturība pret lūzumu: 8–12 MPa · m¹/²), mazinot plaisu izplatīšanos stresa apstākļos.
Šī harmoniskā stingrības un elastības integrācija ļauj Cermet asmeņiem saglabāt asas malas efektīvai griešanai, vienlaikus novēršot malu šķeldošanu caur stresa buferizāciju, liekot pamatus zerochipping apstrādei.
2. Precīzas malas projektēšanas un ražošanas procesi
2.1 Ultra plānas malas un mikrootnu struktūras
Malas biezums: precīzi kontrolēts pie 0,1–0,3 mm (pret parastiem asmeņiem), samazinot griešanas spēkus un iekšējo materiālu spriegumu samazināšanu un iekšējo materiālu spriegumu samazināšanu.
Mikro-zobu ģeometrija: ar mikrokroporētiem zobiem (zoba solis: 0,2–0,5 mm) uzlabo griešanas stabilitāti, vienmērīgi sadalot spēkus. Piemēram, sagriežot 0,5 mm biezu optisko stiklu, Cermet asmeņi samazina malu šķeldošanu līdz<0.05 mm, nearing zero-chipping performance.
2.2. Augstas precizitātes slīpēšana un pulēšana
Virsmas nelīdzenums: sasniedz RA 0,1–0,2 μm (spoguļa pakāpes apdare), izmantojot dimanta slīpēšanu un ķīmisko mehānisko pulēšanu (CMP).
Priekšrocības:
- Samazina berzi un siltuma veidošanos (griešanas temperatūra:<100°C).
- Nodrošina precīzus griešanas ceļus gludām malām (virsmas līdzenums: ± 0,01 mm).
3. Papildu pārklājuma tehnoloģijas
Cermet asmeņi bieži tiek pārklāti ar tādiem funkcionāliem slāņiem kā Tialn vai ALCRN, piedāvājot:
Cietība: HV 3000–3500, uzlabojot nodiluma pretestību.
Zema berzes koeficients: 0,2–0,4 (vs . 0.6 - 0,8 bez pārklājumiem), samazinot griešanas spēkus par 20–30%.
Termiskā stabilitāte: iztur temperatūru līdz 800 grādiem bez oksidācijas.
Gadījuma izpēte: Ja apstrādāt keramikas matricas kompozītus, ar ALCRN pārklātu Cermet asmeņus zemāka griešanas temperatūra par 30% un praktiski novērš malu šķeldošanu.
4. Optimizēti griešanas parametri un procesa integrācija
Nulles šķembu sasniegšanai nepieciešama sinerģija starp asmeņu veiktspēju un procesa parametriem:
4.1 Ātruma un padeves ātrums
Griešanas ātrums: 10–30 m/min (mērens diapazons, lai līdzsvarotu siltumu un stresu).
Padeves ātrums: 50–200 mm/min (zemāks cietākiem/biezākiem materiāliem, lai samazinātu stresu).
4.2 Dzesēšana un eļļošana
Kriogēna gaisa dzesēšana: uztur zonas temperatūras griešanas zem 50 grādus (piemēram, kvarca stiklam).
Minimālais daudzums eļļošana (MQL): piegādā<10 ml/h of coolant, reducing thermal shock.
Tehniskās specifikācijas
Cermet kompozīcija: 60–80% keramikas fāze + 20 - 40% metāla saistviela.
Pārklājuma biezums: 2–5 μm.
Malu šķembu kontrole:<0.05 mm for optical glass, <0.1 mm for advanced ceramics.
Cermet redzēja, ka asmeņi ir revolucionāri smagi un trausli materiālu apstrādi, saskaņojot materiālo zinātni, precīzu inženieriju un procesu optimizāciju. Izmantojot īpaši plānas malas, uzlabotus pārklājumus un parametru noregulēšanu, tie sasniedz nulles malu šķeldošanu, vienlaikus uzlabojot instrumenta kalpošanas laiku un efektivitāti. Tā kā nozarēm ir nepieciešama lielāka precizitāte optikā, pusvadītājos un kosmosā, Cermet tehnoloģija paliks galvenā, pārvarot apstrādes problēmas.