Zda bude v budoucnu existovat trh se supertvrdými nástrojovými materiály

S rozvojem materiálového průmyslu a průmyslu přesných strojů se zvyšuje používání přesného řezání, ultrapřesného řezání a obtížných řezných materiálů a použití ultratvrdých nástrojových materiálů je stále rozsáhlejší. Nástroj ze supertvrdého materiálu se vyznačuje vysokou účinností, dlouhou životností a dobrou kvalitou zpracování. V minulosti se používal především pro dokončovací práce. V posledních letech se v důsledku zlepšení výrobního procesu umělého supertvrdého nástrojového materiálu, kontroly čistoty surovin a velikosti zrna, použití kompozitních materiálů a procesu lisování za tepla rozšiřuje rozsah použití, kromě toho, že je vhodný pro obecné dokončovací a polodokončovací úpravy, ale lze je také použít pro hrubé zpracování. Je mezinárodně uznáván jako jeden z nejproduktivnějších nástrojových materiálů současnosti. Použitím supertvrdých materiálů pro zpracování oceli, litiny, neželezných kovů a slitin je řezná rychlost o jeden řád vyšší než u tvrdých slitin a životnost nástroje je desítky nebo dokonce stokrát vyšší než u tvrdých slitin. . Jeho vzhled zároveň mění tradiční technologické pojetí. Ultra tvrdý nástroj lze použít přímo k soustružení a frézování namísto broušení (nebo leštění). Pro zpracování kalených dílů lze místo více procesů použít jediný proces, což výrazně zkrátí tok procesu.

 

Vývoj supertvrdých nástrojových materiálů

Supertvrdý nástrojový materiál označuje přírodní diamant a umělý diamant a CBN (kubický nitrid boru) s podobnou tvrdostí a vlastnostmi. Vzhledem k tomu, že cena přírodního diamantu je poměrně vysoká, výroba využívá převážně umělý polykrystalický diamant (PCD), polykrystalický kubický nitrid boru (PCBN) a jejich kompozitní materiály.

Již v 1950 letech 20. století používaly Spojené státy jako nástrojové materiály umělý diamantový mikroprášek a umělý mikroprášek CBN za vysoké teploty, vysokého tlaku, slinování s katalyzátorem a pojivem do velkých polykrystalických bloků. Od té doby jej vyvinula společnost DeBeers v Jižní Africe, bývalém Sovětském svazu a Japonsku. Na počátku 70. let byl představen kompozitní plech z diamantu nebo CBN a tvrdé slitiny. Vyrábějí se sintrováním nebo lisováním vrstvy PCD nebo PCBN o tloušťce 0,5 mm ~ 1 mm na matrici z tvrdé slitiny, což řeší problémy, jako je nízká pevnost v ohybu supertvrdých materiálů řezných nástrojů, potíže se svařováním břitových destiček, takže aplikace super tvrdé řezné nástroje vstoupily do praktické fáze. V současné době existují syntetické velké monokrystalické diamanty a funkční materiály, jako je povlak diamantového filmu a silný diamantový film vyráběný metodou CVD (chemická depozice z plynné fáze), které značně rozšiřují oblast použití supertvrdých nástrojových materiálů.

Výzkum a aplikace supertvrdých nástrojových materiálů začaly v 70. letech 20. století a výrobce supertvrdého materiálu a jeho produktů byl postaven v Guiyangu v roce 1970. Za celých 20 let od roku 1970 do roku 1990 se roční produkce supertvrdého materiálu zvyšuje pouze ze 460,{ {6}} karátů na 35 milionů karátů. V 90. letech 20. století zavedlo mnoho závodů na výrobu supertvrdých materiálů kompletní sady zařízení a technologie pro syntézu supertvrdých materiálů z cizích zemí a produkce se rychle rozvíjela. Do roku 1997 dosáhla roční produkce syntetického diamantu u nás asi 500 milionů karátů a produkce CBN 8 milionů gramů.

 

Vlastnosti supertvrdých nástrojových materiálů

Diamant má vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení a jeho mikrotvrdost může dosáhnout 10 000 HV. Je to tvrdý materiál mezi nástrojovými materiály. Současně je jeho koeficient tření malý, žádná afinita s neželezným kovem, tok třísek je snadný, vysoká tepelná vodivost, není snadné vytvářet nádor třísky při řezání, kvalita povrchu je dobrá. Dokáže efektivně zpracovávat neželezné kovové materiály a nekovové materiály, jako je měď, hliník a další neželezné kovy a jejich slitiny, keramiku, slinuté tvrdé slitiny, různé kompozitní materiály vyztužené vlákny a částicemi, plasty, pryž, grafit, sklo a různé dřevo odolné proti opotřebení (zejména masivní dřevo a překližkové kompozitní materiály).