في الوقت الحاضر، تتطور صناعة معالجة الآلات في الصين بسرعة، وتستخدم بعض المواد التي يصعب قطعها على نطاق واسع في صناعة المواد وصناعة الآلات الدقيقة.من أجل تلبية احتياجات تطوير صناعة معالجة الآلات الحديثة، نحتاج إلى استخدام بعض الأدوات ذات القوة العالية والمتانة الجيدة.لذلك، يتم تطبيق أدوات المواد الصلبة تدريجيًا في صناعة المعالجة الميكانيكية.تركز هذه المقالة على تطبيق أدوات المواد الصلبة في التصنيع نظرًا لتطوير أدوات المواد الصلبة، وذلك لتوفير مرجع متبادل للأصدقاء في نفس الصناعة.
مع التطور السريع لتكنولوجيا التصنيع الحديثة والمنافسة الشرسة في السوق، تتزايد أيضًا متطلبات صناعة التصنيع الميكانيكية لأجزاء المعدات الميكانيكية، خاصة فيما يتعلق بالأداء الهيكلي للأجزاء الميكانيكية.ولذلك، ظهرت تدريجيا في المجتمع مواد جديدة ذات خصائص مختلفة.لا تشكل هذه المواد الجديدة تحديًا خطيرًا لأدوات التصنيع التقليدية فحسب، بل يصعب معالجتها أيضًا.في هذا الوقت، أصبحت أدوات القطع المتقدمة هي المفتاح لتطوير صناعة المعالجة الميكانيكية، ولا شك في أن أدوات المواد الصلبة تم تطبيقها على المعالجة الميكانيكية الحديثة.
1. تاريخ تطور أدوات المواد الصلبة
في الخمسينيات من القرن الماضي، استخدم العلماء الأمريكيون الماس الاصطناعي، والسندات، ومسحوق كربيد البورون كمواد خام، وتفاعلوا تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين، وكتلة متعددة البلورات الملبدة باعتبارها المادة الرئيسية للأداة.بعد سبعينيات القرن العشرين، طور الناس تدريجيًا مواد الصفائح المركبة، والتي يتم إنتاجها عن طريق الجمع بين الماس والكربيد الأسمنتي، أو نيتريد البورون والكربيد الأسمنتي.في هذه التقنية، يعتبر الكربيد الأسمنتي بمثابة الركيزة، ويتم تشكيل طبقة من الماس على سطح الركيزة عن طريق الضغط أو التلبيد.يبلغ سمك الماس حوالي 0.5 إلى 1 ملم.لا يمكن لهذه المواد تحسين مقاومة الانحناء للمواد فحسب، بل يمكنها أيضًا حل مشكلة صعوبة لحام المواد التقليدية بشكل فعال.وقد أدى هذا إلى تعزيز أداة المواد الصلبة للدخول في مرحلة التطبيق.
2. تطبيق أدوات المواد الصلبة في التصنيع
(1) تطبيق أدوات الماس الكريستالية المفردة
عادة ما يتم تقسيم الماس البلوري الفردي إلى الماس الاصطناعي والماس الطبيعي.بشكل عام، إذا تم استخدام الماس البلوري الفردي لصنع الأداة، فمن الضروري اختيار الماس بحجم جسيم أكبر، وكتلة أكبر من 0.1 جرام وطول قطر أكبر من 3 مم.في الوقت الحاضر، الماس الطبيعي هو أصلب المواد المعدنية.إنها لا تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل فحسب، بل إن الأداة المصنوعة منها حادة جدًا أيضًا.وفي الوقت نفسه، يتميز بمقاومة التصاق عالية وموصلية حرارية منخفضة.الأداة المعالجة سلسة وذات نوعية جيدة.في الوقت نفسه، تتمتع الأداة المصنوعة من الماس الطبيعي بمتانة جيدة جدًا وعمر خدمة طويل نسبيًا.بالإضافة إلى ذلك، عند القطع لفترة طويلة، فإنه من غير المرجح أن يؤثر على معالجة الأجزاء.يمكن أن يكون للتوصيل الحراري المنخفض نسبيًا تأثير جيد على منع تشوه الأجزاء.
الماس الطبيعي له العديد من المزايا.على الرغم من أن هذه المزايا باهظة الثمن، إلا أنها يمكن أن تلبي متطلبات العديد من عمليات القطع عالية الدقة وتستخدم على نطاق واسع في القطع الدقيق والقطع فائق الدقة.مثل المرايا العاكسة التي تستخدم المفاعلات الذرية وغيرها من التقنيات المتقدمة، وكذلك جيروسكوبات الملاحة الأرضية المستخدمة في الصواريخ أو الصواريخ، وكذلك بعض أجزاء الساعات والإكسسوارات المعدنية وغيرها، وقد طبقت هذه التقنية.
(2) تطبيق أدوات الماس متعدد البلورات
عادة ما يسمى الماس متعدد البلورات بالماس الملبد.إن استخدام الماس متعدد البلورات للمعادن مثل الكوبالت، من خلال درجات الحرارة المرتفعة وظروف الضغط العالي، سيجعل الكثير من الماس الكريستالي المسحوق متعدد البلورات في واحد، وبالتالي تشكيل مادة أداة متعددة البلورات.صلابة الماس متعدد البلورات أقل من صلابة الماس الطبيعي.ومع ذلك، فهو يتكون من مجموعة متنوعة من مسحوق الماس، وليس هناك حالة تكون فيها المستويات البلورية المختلفة لها قوة وصلابة مختلفة.عند القطع، تتمتع حافة القطع المصنوعة من الماس متعدد البلورات بمقاومة عالية جدًا للتلف العرضي ومقاومة جيدة للتآكل.يمكنها الحفاظ على حافة القطع حادة لفترة طويلة نسبيًا.وفي الوقت نفسه، يمكنها استخدام سرعة قطع سريعة نسبيًا عند التشغيل الآلي.بالمقارنة مع أدوات كربيد المراحيض، فإن أدوات الماس متعدد البلورات تتمتع بعمر خدمة أطول، وسهولة الوصول إلى المواد الاصطناعية وأسعار أقل.
(3) تطبيق الماس CVD
تتم معالجة مادة أداة الماس CVD تحت ضغط منخفض، وهو أكبر اختلاف عن تقنية PSC التقليدية وتكنولوجيا PDC.لا يحتوي الماس CVD على أي مكون محفز.على الرغم من أنه يشبه الماس الطبيعي في بعض الخصائص، إلا أنه لا يزال نفس الماس متعدد البلورات في المواد، أي أن حبيبات التركيب مرتبة بشكل غير منظم، ويفتقر إلى سطح انقسام هش، ولها نفس الخصائص بين الأسطح.بالمقارنة مع الأدوات المصنوعة بالتكنولوجيا التقليدية، فإن الأدوات المصنوعة بتقنية CVD Diamond تتمتع بمزايا أكثر، مثل شكل الأداة الأكثر تعقيدًا، وتكلفة الإنتاج المنخفضة، والشفرات المتعددة لنفس الشفرة.
(4) تطبيق نيتريد البورون المكعب متعدد البلورات
يعد نيتريد البورون المكعب متعدد البلورات (PCBN) أداة شائعة جدًا للمواد الصلبة، والتي يتم استخدامها على نطاق واسع في التصنيع.تتميز الأداة المصنوعة بهذه التقنية بصلابة ممتازة ومقاومة للتآكل.لا يمكن استخدامه في درجات حرارة عالية نسبيًا فحسب، بل يتمتع أيضًا بمقاومة ممتازة للتآكل والتوصيل الحراري.بالمقارنة مع أدوات PCD وPDC، لا تزال أدوات نيتريد البورون المكعبة متعددة البلورات أقل جودة في مقاومة التآكل، ولكن يمكن استخدامها بشكل طبيعي عند 1200 درجة مئوية ويمكنها تحمل بعض التآكل الكيميائي!
في الوقت الحاضر، يتم استخدام نيتريد البورون المكعب متعدد البلورات بشكل رئيسي في صناعة السيارات، مثل محركات السيارات، وأعمدة النقل، وأقراص الفرامل.بالإضافة إلى ذلك، يستخدم حوالي خمس عمليات معالجة المعدات الثقيلة هذه التكنولوجيا أيضًا.في السنوات الأخيرة، مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر وتكنولوجيا الأدوات الآلية CNC، أصبح تطبيق نيتريد البورون المكعب متعدد البلورات واسع الانتشار بشكل متزايد، ومع تنفيذ مفاهيم التصنيع المتقدمة مثل القطع عالي السرعة، والتحول بدلاً من الطحن، أصبحت الأداة لقد تطورت مادة نيتريد البورون المكعب متعدد البلورات تدريجياً إلى مادة مهمة في معالجة الخراطة الحديثة.
3. ملخص
إن تطبيق أدوات المواد الصلبة في التصنيع لا يؤدي فقط إلى تحسين جودة وكفاءة التشغيل، ولكنه يلعب أيضًا دورًا حيويًا في تطوير صناعة المعالجة الميكانيكية.لذلك، من أجل تعزيز تطوير صناعة المعالجة الميكانيكية، من الضروري التعزيز المستمر للبحث عن أدوات المواد الصلبة، والفهم الكامل للمعرفة المتعلقة بأدوات المواد الصلبة، وتعزيز ممارسة التطبيق، ليس فقط لتحسين جودة المنتجات. الموظفين، ولكن أيضًا لتعزيز تطبيق العلم والتكنولوجيا في تحسين أدوات المواد الصلبة، وذلك لتحقيق التطور السريع لصناعة المعالجة الميكانيكية.
وقت النشر: 03 يونيو 2019