קרמיקה בעלת ביצועים גבוהים שינתה את הנוף של כלים תעשייתיים, המציעה שילוב של קשיחות, יציבות תרמית, ועיבוד התנגדות שעולה על חומרים מסורתיים רבים.קרמיקה מתקדמת אלה, בעיקר מורכבת מ-אלומיניום תחמוצת (אל2O3), מונדסים לעמוד בתנאים קיצוניים של מכונאים קשים יותר ויותר, אשר מגבירים את יעילותם של כלי פלדה מהירים במהירות גבוהה יותר, ימשיכו להיכשל מוקדם יותר.

הבנה של Alumina Ceramics: מבנה ומבנה

קרמיקה אלומיניום נגזרת תחמוצת אלומיניום, תרכובת המתרחשת באופן טבעי כמו קורטונדום. עבור כלים חיתוך תעשייתיים, אלומיניום גבוהה אלומיניום אלומיניום אלומיניום alumina (בדרך כלל 99.5% ומעלה) משמש כדי למקסם תכונות מכניות תרמיות.מבנה גבישי של אלפא-אלמינה (α-Al2O3) הוא ⁇ קרוב hexagonal של חמצן עם משקעים בינוניים (Ricial) עשוי להיות רק בגודל של חומר קרמיקה אחד גבוה (a) גבוה יותר) גבוה יותר (a) על פני שטח אחד של חלבון חום כהה).

היתרונות העיקריים של Alumina Ceramics ב חיתוך כלים

הביצועים של קרמיקה אלומיניום אלומיניום בחיתוך יישומים נובעים ממספר תכונות אינטרינריות שמטפלים ישירות בדרישות של מאצ'ינג מהיר ותפנית קשה.כל יתרון מושרש בכימיה ובמיקרו-מבנה החומרי.

הרדיות והלבושות

יריבותיה של אלומיניום של בורון ניטריד (cBN) ביישומים רבים, המאפשרת לו לחתוך פלדות קשיחות (45-65 HRC), ברזלים צונן, וסופרוידיים המבוססים ניקל עם ללבוש מינימלי בצורת flank.המבנה ההידראולי עדין מתנגד מנגנוני ללבוש abrasive, ולהשיג את המודולים הגבוהים של גמישות (כ-380a) ממרכיבים מעומסים לאחר מכן, במיוחד, אשר עלולים למנוע את רכיבי משטחים של עומסים של צינורות על פני השטח.

יציבות גבוהה ויציבות גבוהה

בניגוד לכלי carbide, אשר מרכך בטמפרטורות מעל 800 מעלות צלזיוס, אלומיניום שומר את הקשידות שלו עד 1200 מעלות צלזיוס ויכול לעמוד חיתוך לסירוגין ללא כישלון קטסטרופלי (הלם התרמי הנפרד מנוהל) יציבות תרמית זו מאפשרת חיתוך מהירויות 3-5 פעמים גבוה יותר מאשר carbchinide - לעתים קרובות בטווח של 300-1000 מ"מ / min בהתאם לחומר העבודה.

אינרציה כימית והתנגדות קורוזיה

אלומיניום הוא יציב מבחינה כימית ואינו מגיב עם רוב חומרי העבודה בטמפרטורות חיתוך טיפוסי.אינטונציה זו מונעת ללבוש diffusion, מצב כשל נפוץ עבור כלי קרביד כאשר מאצ'ינג טיטניום או ⁇ ניקל. Alumina גם מתנגד חמצון, כך שהוא מבצע היטב בטמפרטורה גבוהה, סביבות עשירות חמצן ללא השפלה.

משקל האור והפחתה

עם צפיפות של כ 3.95 גרם / ס"מ3, אלומיניום הוא בהיר משמעותית מאשר tungsten carbide (כ 15 g /3) והוא דומה פלדה.המסה נמוכה זו מפחיתה כוחות צנטריפוגה בכלים רוטטים (למשל, חתכים מ"ט, תרגילים), המאפשר מהירויות ספין גבוה יותר והאצה מהירה יותר / פחת באטרציה גם מצמצם תאים מהירים יותר, במיוחד בצ'אטים דינמיים, במיוחד כאשר הוא ספין-קרדינטקרד קריטי הוא ספין-בקר.

תהליכי ייצור עבור Alumina חיתוך כלים

ייצור כלי חיתוך של אלומיניום ביצועים גבוהים כרוך סדרה של צעדים מבוקרים בדיוק הקובעים את המאפיינים החומריים הסופיים ואת הגיאומטריה כלי.

Raw Materials Selection andאבקת עיבוד

אבקת תחמוצת אלומיניום גבוהה היא נקודת המוצא.האבקה לעתים קרובות מרוקנת כדי להשיג התפלגות בגודל חלקיקים תת-מיקרונית (0.5-1.0 μm), אשר מקדם מבנה גרגר אחיד וצודק. Binders ו lubricants מוסיפים להקל על אספקת חלקיקים דחופת, וסיוע חטא - כגון ytria או zionia - משולבים כדי לשלוט בגניבות וצמיחה גרגרית הם לאחר מכן הוא לחץ על ידי נוזל מחוספס.

יצירת טכניקות

הוספת כלי חיתוך נוצרים בדרך כלל על ידי ג'ממות לחיצה לא אקסקליאלית או קר או אטוסט לחיצה (CIP) Uniaxial לחיצה היא נפוצה עבור ג'קמטות שטוחות פשוטות, בעוד CIP מניב יותר צפיפות אחידה בצורות מורכבות.עבור ניתוק חיתוך טרמפים או שבבים ג'ל השבירה עשוי לשמש. לאחר יצירת, הגוף הירוק הוא מכונה לצורה קרובה (אם) לפני החטא הכרחי.

הצצה והכחשה

החלקים הירוקים מפוטרים באווירה מבוקרת (אוויר או חמצן אטי) בטמפרטורות בין 1600 מעלות צלזיוס ל 1800 מעלות צלזיוס. במהלך חטא, חלקיקי האבקה מתמזגים, חיסול נקבוביות והשגת צפיפות כמעט תיאורטית (יותר מ-99%) את שיעורי החימום והקירור, כמו גם את זמני התחזוקה, מצליחים בזהירות להימנע מצמיחה מוגזמת, אשר תפשרו קשיחות וקצת יצרנים חמים משתמשים בתכונות מתוחכמות יותר (HRMR) כדי להסיר מנטליות (HRic) לאחר חנקן מכניות) כדי למנוע חנקן יותר.

פוסט-Sintering

לאחר חטא, ריקות קרמיקה הם קרקע לממדיים הסופיים באמצעות גלגלים מחוספסים יהלום.הכנה - כגון honing או chamfering - הוא קריטי להפחית את השבבים קצה ולשפר את חיי הכלי.כמה alumina להכניס לקבל ציפוי דק (למשל, titanium nitride או אלומיניום תחמוצת) כדי לשנות חיכוך או לשפר את הגמישות.

המונחים: Alumina Cutting Tools

עיצוב כלי יעיל הוא חיוני לנצל את החוזקות של אלומיניום תוך הקטנת המגבלות שלו.הטבע המתפתל של קרמיקה דורש תשומת לב זהירה לחלוקת מתח וגיאומטריה קצה.

כלי הגיאומטריה ו- Edge הכנה

Alumina מוסיף לעתים קרובות תכונות סטיות שליליות (בדרך כלל - 5 ° - 15 °) כדי ללחוץ לחץ דחוס ישיר לתוך הגוף הכלי, צמצום מתחים Tenile כי לגרום שבר. Honeycomb או T-land גיאמטריה מסייע להפיץ כוחות על שטח גדול יותר. צ'יפ שוברים נועדו עם נדיבות כדי למנוע ריכוז.

כלי הולדן והרטינג

מכיוון שכלי אלומיניום הם פחות סלחניים של אי-ציות, מחזיקי כלים נוקשים ומיקום מדויק הם חובה. Light Weight, מערכות ספיגה של לחץ גבוה (כגון צ'אקים הידראוליים או בעלי קיבולת מצומצמת) למזער את הרטט.בהפעלה של פעולות, כלי רב-ההתאמה עם מושבים מדויקים להוסיף הם נפוצים.

טיפול פנים וכיסויים

בעוד alumina עצמה יכולה לשמש כציפוי על כלי רכב, כאשר בשימוש כחומר כלי רב, ציפוי נוסף משמשים לעתים קרובות כדי לשפר את הביצועים. שכבה דקה של carbide טיטניום (TiC) או titanium nitride (Titanium nitride) יכול להפחית חיכוך ומבנה קצה בנוי על ידי מאצ'ין של פלדה נמוכה. לחלופין, מעיל קרמיקה של אלומיניום (Otrame) באמצעות תרכובת שומן מוגבלת כדי ללבוש תכונות דלקת ריאות (Dtracerecerece) הוא בדרך כלל מוגבל.

אתגרים ומגבלות של Alumina חיתוך כלים

למרות היתרונות הרבים שלהם, קרמיקה אלומיניום יש חולשות טבועות אשר מגבילות את השימוש שלהם בתרחישים מסוימים של חיזוי.הבנת מגבלות אלה היא המפתח לבחירת יישומים מתאימים ועיצוב יעיל של כלי גיאמטריה.

בריפל ונפיחות

אלומיניום יש קשיחות שבר נמוכה יחסית carbides ו cermets - באופן קטי בסביבות 3-5 MPa ⁇ m בהשוואה ל 10-15 MPa ⁇ m עבור tungsten carbide.זה אומר כי כלים אלומיניום נוטים לטבול בשלב של סיליקון ושבר קטסטרופלי כאשר נתון לזעזוע מכני, כגון חיתוך (g, חורים, מרכזי) או שיעורי מזון מופרזים אלה הם סיליקון לחץ חזק (Z) כדי לספוג לחץ חזק יותר לחץ חזק (a) כי הם כוללים גירוי חזק)

רגישות הלם כבד

מוליכות תרמית נמוכה של אמיולינה ומקדם גבוה של התרחבות תרמית (כ 8×10-6/K) להפוך אותו רגיש לזעזוע תרמי - שינויים טמפרטורה רפלקטיביים שגורמים ללחץ רבילי וסדקים.זהו חשש מסוים בפעילות משקע שבו הכלי נכנס ויוצא מהחיתוך שוב ושוב.שימוש בזרימה קלילה או החל קירור רק ל השבבים (במקום הכלי) יכול להפחית במהירות תרמית מסוימת של סיליקון גבוה יותר, כי הוא יעיל יותר מאשר סיליקון חם יותר מאשר סיליקון.

עלויות ומורכבות הייצור

הפחתת כלים באיכות גבוהה של אלומיניום , דורש חומרים גלם יקר, תנודות עתירי זמן גבוהה, וציוד מכיון יהלומים.תהליך החיטוי חייב להיות נשלט בחוזקה כדי למנוע פגמים; אפילו שינויים קטנים בטמפרטורה או אווירה יכולים לגרום לכלים עם ביצועים לא עקביים. גורמים אלה להפוך כלי אלומיניום יקר יותר מאשר מוצרי השקעות גבוהה - לעתים קרובות 2-5 פעמים העלות לכל היותר, עם זאת, כלי ייצור מוקדם יותר מתאים של יישומים, במיוחד.

יישומים של Alumina Ceramics ב חיתוך תעשייתי

אלומיניום וכלים חיתוך אלומיניום-אלומיניום מועסקים בטווח רחב של תעשיות ומבצעים, כל אחד מהם דורש ציוןי כלי ספציפיים וגיאומטריה.

להפוך את הפלדה הארדודה וסופרבולוי

סיום של פלדה קשיחות (מעל 50 HRC) הוא אחד היישומים הנפוצים ביותר עבור כלי אלומיניום.דוגמאות כולל גזעים, הילוכים, פירים, ומת.הקשות יוצאת דופן של אלומיניום מאפשר לו לחתוך דרך שלב הסגסוגת גליץ כימי חומרים אלה ללא ללבוש מהיר. Tool החיים יכול להיות 5-10 פעמים כי של carbide מצופים בפעולות אלה.

« « « OUT OF THE DRALD

בעוד מילימטר עם אלומיניום הוא מאתגר יותר בשל חיתוך, שריקה של אלומיניום כפוי (Al2O3-SiCw) הוכיח יעיל יותר בפסוח וסיים של פלדה כלי קשיח וזרק ברזל.הענפים של שייקנים גשר סדקים ועיכוב, המאפשרת שיעורי הזנה של 0.05–0.15 מ"מ / מעמקים של עד 2 מ"מ, כולל תבניות גבוהות של ייצור (D) ורקמות גבוהות של פלדה (D) ורקמות גבוהות של ציוד ייצור).

פעילות קידוח ו Boring

תרגילי אלומיניום זמינים עבור פעילות קידוח מיוחדת פלדה קשיחה ורכיבים קרמיקה זכוכית כוח.הם שימושיים במיוחד במקדח microholes (0.5-3 מ"מ קוטר) ב substrates אלקטרוניים ורכיבי קרמיקה, שבו הכלי חייב לשמור על חדות על מחזורים רבים. Boring ברים עם הוספת אלומיניום משמשים בביצוע פעולות על דיור קשיחות ו cinders הידראולי, להשיג משטחים יותר מאשר לאחר מכן.

דוגמאות לתעשייה

  • (FLT:0)Aerospace: 1FLT 1 מ"מממביט של דיסקים טורבינות ו להבים עשויים Inconel ו-René ⁇ s, שבו כלים אלומיניום מספקים שיעורי להסרת חומרים גבוהים ויושרה על פני השטח ללא נזק חום לחתיכת העבודה.
  • (ב) ⁇ :0) קטר: 1 (FLT:1) ,ההעברה קשה של ציוד שידור ו-Samshafts, החלפת פעולות שחיקה וצמצום זמני מחזור עד 60%.
  • (FLT:0) Electronics:FLT:1 חיתוך והבקיע של תת-שכבות קרמיקה (אלמרינה עצמה) ולוחות מעגלים זכוכית-פסי, שבו איכות גבוהה ושחרור נמוך מקוטב הם קריטיים.
  • (FLT:0Medical: FigFLT:1) מאצ'ינג של שתלים cobalt-chrome ו titanium; כלי אלומיניום מייצרים משטחים ללא בורר שעומדים בדרישות מחמירות של פני השטח של ה- FDA.

פרספקטיבה עתידית: חידושים ב-Alumina חיתוך Tool Technology

המחקר והפיתוח ממשיכים לדחוף את הגבולות של כלי חיתוך קרמיקה אלומיניום אלומיניום, במטרה להתגבר על הבירות, להרחיב את טווחי היישום, ולצמצם את עלויות הייצור.

ממזרינה Ceramics

הפחתת גודל הדגנים ל nanoscale (below 100 nm) יכול לשפר באופן דרמטי את הקשידות ואת הקשידות דרך Hall-Petch חיזוק. מחקרי מעבדה הראו כי ננוקריסטלליין alumina להשיג ערכי קשיחות מעל 25 GPa, בהשוואה ל 18-20 עבור רופאה עבור קרינת אלומיניום רגילה, עם זאת, לייצר קרמיקה ממונעת במידה רבה ללא גידול במהלך חיטוי נשאר מאתגר כמו קרינת ננומטר (נפצים) ופרקים) כמו טמפרטורות ננומטר (נצפופות קצרות יותר) ושפלות יותר).

היברידית ותפקודית Classd Composites

עיצובים מורכבים חדשים משלבים את alumina עם חומרים קשיחים, דוקטריליים או תלתלים חשמלית כמו גרפן, צינורות פחמן, או טיטניום nitride. פונקציונליים כיתהd חומרים (FGMs) עם ליבה קשה ושכבה קשה, בעל על פני משטח ללבוש עמיד לפתח כדי לייעל את ה-Fronicoff בין קשיחות וקשה. לדוגמה, alumnagraph-eneide-enes עדיין מכווץ סגסוגת אנרגיה מתוחכמות גבוהה.

ייצור של כלי חיתוך Ceramic

טכניקות הדפסה תלת מימדיות כגון קילל מטוסים ו- Lithography מבוסס ייצור קרמיקה (LCM) מאפשרות ייצור של כלי מורכב גיאוגרפימטים - ערוצי קירור פנימיים, השבירים, ודרכים קירור מותאם אישית - שאינם אפשריים עם לחץ ושחיקה קונבנציונליים. ייצור אדריטיבי יכול גם לייצר שילובים דמויי רשת עם זמני פסולת מופחתים וקצרים יותר עבור אתגרים פרוטופינג.

כלים חכמים ו-Kings

חיישנים מקיפים לתוך גוף כלי אלומיניום (למשל, תרמוסקופים סרט דק או מד מתח) הוא שדה מתפתח המבטיח ניטור בזמן אמת של כוחות חיתוך וטמפרטורות.כאשר בשילוב עם אלגוריתמי למידת מכונה, כלים חכמים אלה יכולים לייעל פרמטרים חיתוך אוטונומיים, בנוסף, ציפויים קשים כמו פחמן דמוי יהלום (DLC) או מולטירוב אלטר אלטר אלטר / CN מופקדים על ידי ריקות פיזית (DLC) הם חיכוך מינימלית) ולהפחית כמות מינימלית (Dbriing) או להפחית כמות מינימלית (DLC) או התחממות יבשהפחתת כמות מינימלית) או חיכוך מינימלית) או התחממות יבשה) או התחממות (DLC) או התחממות יבשהפחתת כמות התחממות יבשהפחתת כמות מינימלית) או התחממות (DLC) או חיכוך (DLC) או התחממות התחממות חיכוך (DLC) או התחממות התחממות יבשהפחתת כמות התחממות התחממות התחממות התחממות חיכוך (DLC) או התחממות התחממות) או התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות ייבוש) או אטומי

(ב) לקריאה נוספת על תכונות ויישומים של אלומיניום, מתייחס ל-FLT:0 אלמינום Oxide בוויקיפדיה: מידע ספציפי לתעשייה על חיתוך ציוני כלי ניתן למצוא ביצרנים כגון FLT:2Sandvik CoromantFLT 3: ו-FLT:4Kyocera Precision ToolFLT:5 לפרספקטיבה מדעית, קשה לראות חומרים קרמיקה 6Freview, 7.