Роль керамические режущие инструменты имеет решающее значение в точной обработке. Характеристики и особенности этих инструментов, такие как исключительная термостойкость и долговечность, делают их незаменимыми инструментами для металлообработки. Непревзойденная твердость еще больше увеличивает их функциональность и полезность.
Современные отрасли промышленности используют резка керамики для различных металлообрабатывающих приложений, поскольку они обладают более высокой точностью, чем стандартные твердосплавные инструменты. Эти сложные керамические режущие инструменты являются революционными и способствуют повышению эффективности и производительности в медицине, аэрокосмической отрасли, электронике и различных отраслях промышленности.
Обзор технологий
Технология резки керамики способствует повышению точности машиностроения и резки за счет более высокой теплостойкости, износостойкости и твердости, чему способствуют: современные керамические материалы как нитрид кремния и оксид алюминия. Этот специфический аспект керамических инструментов также устраняет необходимость использования охлаждающих жидкостей, даже если эти режущие инструменты находятся при высоких температурах.
Большая эффективность и точность керамическая оснастка сделать их лучше, чем средние режущие инструменты. Как правило, большинство отраслей промышленности сегодня переходят на резка металла керамикой, включая автомобильную и медицинскую отрасли. Эти инструменты чрезвычайно хороши для непрерывной резки твердых металлов и гладкой отделки.
Основные свойства
Экстремальная твердость и износостойкость: прочные химические связи керамики делают ее намного прочнее и тверже традиционного карбида. Это делает ее пригодной для резки даже суперсплавов и тех металлов, которые довольно трудно резать во время машинной обработки.
Тепловая устойчивость:
The Термическая стабильность более 1200°C для керамики, которая составляет всего 800°C в карбидах. Таким образом, эти инструменты могут выдерживать большую разницу температур или удар. Вы можете использовать их для сухой обработки. Для этого не понадобятся криогены или охлаждающие жидкости. Самое лучшее в этом то, что это снижает воздействие на окружающую среду.
Инертная природа без трения:
Физические свойства керамики минимизируют трение, что также приводит к снижению тепловыделения самого режущего инструмента. Это предотвращает деформацию металлов из-за тепловыделения. Поскольку керамика инертна, нет загрязнения из-за окисления.
Высокоскоростной:
Скорость резания этих инструментов часто В 2–8 раз больше, чем у инструментов на основе карбида. Это в конечном итоге повышает производительность. Отрасли могут использовать их для резки закаленной стали и исключительно прочных композитов и суперсплавов.
Процесс производства
Источник
Выбор высококачественных материалов, спекание и прецизионная инженерия включают в себя процесс изготовления керамических режущих инструментов. Соблюдение правильного процесса обеспечивает структурную целостность, твердость и устойчивость режущих инструментов.
А. Выбор материала
-
Оксидная керамика: Они позволяют резать закаленную сталь и чугун благодаря чрезвычайной твердости и термостойкости.
-
Нитридная керамика: Они облегчают резку суперсплавов благодаря высокой стойкости к термическим ударам. Они облегчают обработку суперсплавов на высокой скорости.
-
Карбидная керамика: Обычно их называют карбидом кремния (SiC), они обладают превосходной износостойкостью и подходят для специализированной и прецизионной резки керамики.
B. Формовка и обработка инструмента
-
Слияние: Этот процесс, обычно называемый спеканием, заключается в прессовании керамического порошка при высокой температуре для создания твердых инструментов.
-
Горячая пресса: Механическая прочность и плотность повышаются с помощью давления и тепла.
-
Обработка: Рабочие характеристики режущих инструментов улучшаются за счет их заточки и правильной формы.
C. Покрытия и отделка
Этот этап обеспечивает долговечность и более высокую устойчивость при ношении керамических инструментов. На этом этапе применяются передовые методы нанесения покрытий, такие как:
-
ССЗ: Химическое осаждение из газовой фазы относится к усовершенствованным покрытиям, которые повышают термическую стабильность и твердость.
-
ПВД: Физическое осаждение из паровой фазы позволяет минимизировать трение и окисление, продлевая срок службы.
Приложения
Широкий ассортимент применение керамических инструментов делают их такими полезными в самых разных отраслях промышленности по всему миру, где высокая прочность, точность и термостойкость являются главными приоритетами. Эти инструменты в конечном итоге улучшают процесс обработки керамики и, следовательно, повысить эффективность и объемы производства.
Аэрокосмическая промышленность
-
Для изготовления различных деталей самолета требуются труднообрабатываемые суперсплавы и элементы, такие как инконель, титан и др. Они легко режутся керамическими режущими инструментами.
-
Керамическая оснастка также обеспечивает высокую точность обработки различных конструктивных элементов, таких как лопатки турбин.
Исследование случая: Титановые детали самолетов Boeing режут керамическими режущими инструментами с нитевидным армированием, а не твердосплавными инструментами, поскольку это увеличивает срок службы инструмента в три раза и сокращает время цикла на 40% до 60%.
Производство автомобилей
-
Более высокая термостойкость и твердость керамических режущих инструментов позволяют использовать их в этих отраслях для обработки блоков двигателей, шлифования коленчатых валов и финишной обработки тормозных дисков.
-
Эти инструменты чрезвычайно полезны при изготовлении корпусов двигателей электромобилей и других легких материалов.
Исследование случая: Обработка коленчатого вала на заводе Toyota обычно выполняется с использованием керамических инструментов из нитрида кремния, поскольку это повышает эффективность и производительность примерно на 30% при значительно меньшем износе инструмента.
Производство медицинских приборов
Титан, цирконий и другие биосовместимые материалы разрезаются этими инструментами для изготовления медицинских инструментов и имплантатов. Они используются в качестве зубных коронок и для изготовления зубных инструментов и заменителей суставов.
Электронная промышленность
Эти отрасли используют много полупроводниковых чипов, кремниевых пластин и керамических подложек, которые требуют высокоточной резки. Керамические режущие инструменты помогают достичь предельной точности. Это очень полезно для производителей полупроводников. Это уменьшает сколы при изготовлении микрочипа. Это также повышает субмикронную точность.
Преимущества
1. Более высокая эффективность и скорость
Эффективность керамических режущих инструментов примерно в 3-5 раз выше, чем у режущих инструментов на основе карбида. Это особое свойство обеспечивает значительное преимущество в виде сокращения времени цикла. Это повышает производительность и рентабельность.
Кроме того, более высокая скорость снижает эксплуатационные расходы, помимо повышения производительности. Высокая скорость повышает термостойкость, и поэтому для сухой обработки не требуются охлаждающие жидкости. Это снижает стоимость, а также способствует экологичности производства.
2. Экономия средств и долговечность
Первоначальная стоимость лучшие материалы для керамических режущих инструментов могут быть высокими, что делает их более дорогими, чем традиционные режущие инструменты. Однако экономические выгоды предлагаются за счет более высоких расходов на балансировку срока службы. Благодаря более высокой износостойкости вам не придется часто менять эти режущие инструменты.
Это сэкономит вам много денег и времени простоя. Таким образом, производство будет больше, что увеличит прибыльность вашего бизнеса, тем самым еще больше повысив его жизнеспособность.
3. Отделка поверхности
Поверхность керамических режущих инструментов обычно очень гладкая. Это снижает рабочее трение и увеличивает рабочую скорость и эффективность резки. Это также устраняет необходимость повторной обработки или полировки, тем самым еще больше снижая производственные затраты.
4. Устойчивость и экологичность
Устойчивость керамических режущих инструментов снижает вредное воздействие на окружающую среду. Это связано с тем, что им не требуется использовать охлаждающие жидкости, даже при сухой обработке. Таким образом, во время резки не образуются вредные отходы.
Вызовы
1. Хрупкая натура
Хрупкая природа керамики может привести к сколам из-за высокого автоматического давления. Эта специфическая проблема сдерживает использование этих режущих инструментов для применений, где требуется высокая ударная нагрузка или для материалов, требующих прерывистых разрезов.
2. Более высокая первоначальная стоимость
Первоначальная стоимость керамических инструментов выше, чем у обычных режущих инструментов. Малый бизнес не может позволить себе такие инвестиции, хотя их более длительный срок службы и более высокая эффективность оправдывают это.
3. Ограничения совместимости материалов
Керамические режущие инструменты подходят для резки чугуна, суперсплавов и закаленной стали, но не для алюминия и других мягких металлов. Их также не рекомендуется использовать для низкоуглеродистых сталей, поскольку чрезмерная твердость может привести к износу инструмента или несовершенному формованию.
Обычно знание ограничений керамических режущих инструментов поможет вам узнать как точно резать керамику.
Будущие тенденции
1. Гибридные керамические инструменты
Высококачественная керамика комбинируется с другими материалами, такими как карбид, чтобы сегодня создавать гибридные керамические инструменты. Эти инструменты прочнее и могут использоваться в сложных условиях благодаря более высокой устойчивости к изломам.
2. Аддитивное производство (3D-печать) керамических инструментов
3D-печать и другие методы аддитивного производства применяются для разработки индивидуальных инструментов для более высокой производительности в специализированных задачах обработки. Эти инструменты снижают стоимость производства и отходы материалов.
3. Нанотехнологии в обработке керамики
Широкое использование нанотехнологий повышает прочность, долговечность и износостойкость инструментов со специальными покрытиями. Оно также способствует правильному рассеиванию тепла за счет улучшенной обработки поверхности.
4. ИИ и автоматизация в обработке
В настоящее время преобладает использование автоматизации и искусственного интеллекта. Это способствует повышению скорости подачи и скорости резания. Это также помогает улучшить траектории движения инструмента, что, в свою очередь, способствует повышению эффективности с более низким уровнем отказов.
Мы часто используем высокопроизводительные керамические режущие инструменты для производства наших прецизионных керамических компонентов. Вышеизложенное является нашим общим пониманием керамических режущих инструментов.
Вы ищете керамику с высокими эксплуатационными характеристиками. Наши заводы в Китае поставляют высококачественную керамику и керамику с высокими эксплуатационными характеристиками, охватывающую Европу, Америку, Японию, Южную Корею, Индию и другие отрасли.
Пожалуйста связаться с нами немедленно найти решения в области продуктов, соответствующие вашим потребностям в обработке!
Заключение
Эффективность и применение керамических режущих инструментов значительно возросли за эти годы. Физические и химические свойства делают их наиболее эффективными в металлообработке и точной обработке. Эти инструменты прочны и термостойки, что позволяет выполнять высокоскоростную резку твердых металлов. Несмотря на некоторые ограничения, постоянное развитие сделало их незаменимыми в самых разных отраслях промышленности.