Sodobni materiali za rezalna orodja imajo več kot 100 let zgodovine razvoja, od ogljikovega orodnega jekla do hitroreznega orodnega jekla,cementirani karbid, keramično orodjeinsupertrdi orodni materialiV drugi polovici 18. stoletja je bil prvotni material za orodja predvsem ogljikovo orodno jeklo. Takrat se je namreč uporabljalo kot najtrši material, ki ga je bilo mogoče obdelati v rezalna orodja. Vendar pa imajo ogljikova orodna jekla zaradi zelo nizke temperature toplotne odpornosti (pod 200 °C) slabost, da se pri rezanju z visokimi hitrostmi zaradi rezalne toplote takoj in popolnoma otupijo, območje rezanja pa je omejeno. Zato se veselimo materialov za orodja, ki jih je mogoče rezati z visokimi hitrostmi. Material, ki odraža to pričakovanje, je hitrorezno jeklo.
Hitrorezno jeklo, znano tudi kot čelno jeklo, so leta 1898 razvili ameriški znanstveniki. Ne gre toliko za to, da vsebuje manj ogljika kot ogljikovo orodno jeklo, temveč za to, da je dodan volfram. Zaradi vloge trdega volframovega karbida se njegova trdota pri visokih temperaturah ne zmanjša, in ker ga je mogoče rezati s hitrostjo, ki je precej višja od hitrosti rezanja ogljikovega orodnega jekla, se imenuje hitrorezno jeklo. Med letoma 1900 in 1920 so se pojavila hitrorezna jekla z vanadijem in kobaltom, njihova toplotna odpornost pa se je povečala na 500–600 °C. Rezalna hitrost rezanja jekla doseže 30–40 m/min, kar je skoraj 6-krat več. Od takrat so se s serijsko uporabo sestavnih elementov oblikovala hitrorezna jekla iz volframa in molibdena. Ta jekla se še danes pogosto uporabljajo. Pojav hitroreznega jekla je povzročil ...
revolucija v obdelavi rezanja, ki je močno izboljšala produktivnost rezanja kovin in zahtevala popolno spremembo strukture obdelovalnega stroja, da bi se prilagodila zahtevam glede rezalne zmogljivosti tega novega orodnega materiala. Pojav in nadaljnji razvoj novih obdelovalnih strojev je posledično privedel do razvoja boljših orodnih materialov, orodja pa so bila spodbudena in razvita. V novih pogojih proizvodne tehnologije imajo orodja iz hitroreznega jekla tudi težavo z omejevanjem trajnosti orodja zaradi rezalne toplote pri rezanju z visoko hitrostjo. Ko hitrost rezanja doseže 700 °C, hitrorezno jeklo
Konica je popolnoma topa in pri hitrosti rezanja nad to vrednostjo je rezanje popolnoma nemogoče. Posledično so se pojavili karbidni orodni materiali, ki ohranijo zadostno trdoto pri višjih temperaturah rezanja od zgoraj navedenih in jih je mogoče rezati pri višjih temperaturah rezanja.
Mehke materiale je mogoče rezati s trdimi materiali, za rezanje trdih materialov pa je treba uporabiti materiale, ki so trši od njih. Trenutno najtrša snov na Zemlji je diamant. Čeprav so naravni diamanti v naravi že dolgo odkriti in se uporabljajo kot rezalno orodje že dolgo, so bili sintetični diamanti uspešno sintetizirani že v zgodnjih 50. letih 20. stoletja, vendar je dejanska uporaba diamantov za široko izdelavo ...materiali za industrijsko rezalno orodjeje še vedno stvar zadnjih desetletij.
Po eni strani se z razvojem sodobne vesoljske in letalske tehnologije uporaba sodobnih inženirskih materialov vse bolj širi, čeprav se izboljšano hitrorezno jeklo, cementirani karbid innovi keramični materiali za orodjaPri rezanju tradicionalnih obdelovancev se hitrost rezanja in produktivnost rezanja podvojita ali celo več desetkrat povečata, vendar sta pri njihovi uporabi za obdelavo zgoraj navedenih materialov vzdržljivost orodja in učinkovitost rezanja še vedno zelo nizki, kakovost rezanja pa je težko zagotoviti, včasih celo ni mogoče obdelati, zato je treba uporabiti ostrejše in bolj odporne materiale za orodje.
Po drugi strani pa s hitrim razvojem sodobneproizvodnja strojevin predelovalna industrija, široka uporaba avtomatskih obdelovalnih strojev, računalniško numerično krmiljenih (CNC) obdelovalnih centrov in delavnic brez posadke, da bi še izboljšali natančnost obdelave, skrajšali čas menjave orodja in izboljšali učinkovitost obdelave, se pojavljajo vse bolj nujne zahteve po bolj trpežnih in stabilnih materialih orodij. V tem primeru so se diamantna orodja hitro razvila, hkrati pa se je razvil tudi razvojmateriali za diamantna orodjaje bil tudi močno promoviran.
Materiali za diamantna orodjaimajo vrsto odličnih lastnosti, z visoko natančnostjo obdelave, hitro hitrostjo rezanja in dolgo življenjsko dobo. Na primer, uporaba orodij Compax (polikristalna diamantna kompozitna plošča) lahko zagotovi obdelavo več deset tisoč delov batnih obročev iz silicijeve aluminijeve zlitine, pri čemer se konice orodij v bistvu ne spremenijo; obdelava aluminijastih nosilcev letal z rezkarji velikega premera Compax lahko doseže hitrost rezanja do 3660 m/min; ta orodja so neprimerljiva z orodji iz karbidne trdine.
Ne samo to, uporabamateriali za diamantna orodjalahko razširi tudi področje obdelave in spremeni tradicionalno tehnologijo obdelave. V preteklosti je bila za zrcalno obdelavo mogoča le brušenje in poliranje, zdaj pa se ne uporabljajo le orodja iz naravnih monokristalnih diamantov, temveč se v nekaterih primerih lahko uporabljajo tudi orodja iz super trdih kompozitov PDC za super natančno rezanje, da se doseže struženje namesto brušenja. Z uporabosuper trda orodja, na področju obdelave so se pojavili nekateri novi koncepti, kot je uporaba orodij PDC, kjer omejujoča hitrost vrtenja ni več orodje, temveč obdelovalni stroj, in ko hitrost vrtenja preseže določeno hitrost, se obdelovanec in orodje ne segrevata. Posledice teh prelomnih konceptov so globoke in ponujajo neomejene možnosti za sodobno strojno industrijo.
Čas objave: 2. november 2022
