칼의 발달은 인류 진보의 역사에서 중요한 위치를 차지합니다. 일찍이 기원전 28~20세기에 황동 콘과 구리 콘, 드릴, 나이프 및 기타 구리 나이프가 중국에 나타났습니다. 전국시대 말기(기원전 3세기)에는 침탄 기술의 숙달로 구리 칼이 만들어졌습니다. 당시의 드릴과 톱은 현대식 플랫 드릴 및 톱과 약간의 유사점이 있었습니다.
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절삭 공구의 간략한 역사
칼의 급속한 발전은 18세기 말 증기기관과 같은 기계의 발달과 함께 찾아왔다.
1783년 프랑스의 르네가 처음으로 밀링 커터를 생산했습니다. 1923년 독일의 Schrotter는 초경합금을 발명했습니다. 초경합금을 사용하면 고속도강보다 효율이 2배 이상 향상되고 절삭가공 가공물의 표면품질과 치수정밀도도 크게 향상된다.
고속도강과 초경합금의 높은 가격으로 인해 1938년 독일 Degusa Company는 세라믹 나이프에 대한 특허를 획득했습니다. 1972년에 미국의 General Electric Company는 다결정 합성 다이아몬드와 다결정 입방정 질화붕소 블레이드를 생산했습니다. 이러한 비금속 도구 재료를 사용하면 도구가 더 빠른 속도로 절단할 수 있습니다.
1969년 스웨덴 Sandvik Steel Works는 화학 기상 증착에 의해 티타늄 카바이드 코팅 카바이드 인서트 생산에 대한 특허를 획득했습니다. 1972년 미국의 Bangsha와 Lagolan은 초경합금 또는 고속도강 공구의 표면에 티타늄 카바이드 또는 질화티타늄의 단단한 층을 코팅하는 물리적 기상 증착 방법을 개발했습니다. 표면 코팅 방법은 모재의 고강도 및 인성과 표면층의 높은 경도 및 내마모성을 결합하여 복합 재료의 절단 성능이 향상됩니다.
부식성 유체 매체에서 작동하는 고온, 고압, 고속 및 부품으로 인해 점점 더 난삭재가 사용되며 절단 가공의 자동화 수준과 가공 정확도에 대한 요구 사항이 점점 높아지고 있습니다. . 공구의 각도를 선택할 때 공작물 재료, 공구 재료, 가공 특성(황삭 및 정삭 가공) 등과 같은 다양한 요소의 영향을 고려해야 하며 특정 상황에 따라 합리적으로 선택해야 합니다.
일반적인 공구 재료: 고속도강, 초경합금(서멧 포함), 세라믹, CBN(입방정 질화붕소), PCD(다결정 다이아몬드), 경도가 1보다 높기 때문에 일반적으로 절삭 속도도 하나입니다. 다른 것보다 키가 큽니다.
도구 재료 성능 분석
고속도강 : 일반 고속도강과 고성능 고속도강으로 나눌 수 있습니다.
W18Cr4V와 같은 일반 고속도강은 다양한 복합 나이프 제조에 널리 사용됩니다. 절단 속도는 일반적으로 너무 높지 않으며 일반적인 강철 재료를 절단할 때 40-60m/min입니다.
W12Cr4V4Mo와 같은 고성능 고속도강은 일반 고속도강에 일부 탄소 함량, 바나듐 함량, 코발트, 알루미늄 및 기타 원소를 첨가하여 제련됩니다. 내구성은 일반 고속도강의 1.5-3배입니다.
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초경합금: GB2075-87(190 표준 참조)에 따르면 P, M 및 K의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. P형 초경합금은 주로 긴 칩이 있는 철 금속 가공에 사용되며, 파란색은 표시로 사용됩니다. M타입을 주로 사용합니다. 철금속 및 비철금속 가공에 사용되며 노란색 표시가 되어 있어 범용 경합금이라고도 합니다. K타입은 주로 철금속, 비철금속, 칩이 짧은 비금속 소재 가공에 사용되며 빨간색으로 표시되어 있습니다.
P, M, K 뒤의 아라비아 숫자는 성능과 처리 부하 또는 처리 조건을 나타냅니다. 숫자가 작을수록 경도가 높고 인성이 떨어집니다.
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세라믹: 세라믹 재료는 내마모성이 우수하고 기존 도구로는 가공하기 어렵거나 불가능한 고경도 재료를 가공할 수 있습니다. 또한 세라믹 절삭 공구는 어닐링 처리의 전력 소비를 피할 수 있으므로 공작물의 경도를 높이고 기계 장비의 수명을 연장할 수 있습니다.
절단시 세라믹 블레이드와 금속 사이의 마찰이 적고 절단이 블레이드에 달라 붙기 쉽지 않으며 구성 인선을 생성하기 쉽지 않으며 고속 절단을 수행 할 수 있습니다. 따라서 동일한 조건에서 공작물의 표면 거칠기는 상대적으로 낮습니다. 공구 내구성은 기존 공구보다 몇 배 또는 수십 배 높기 때문에 가공 중 공구 교체 횟수가 줄어듭니다.
고열 저항, 좋은 빨간 경도. 그것은 1200도에서 연속적으로 절단할 수 있으므로 세라믹 인서트의 절단 속도는 초경합금보다 훨씬 빠를 수 있습니다. 고속 절단을 수행하거나 "연삭을 선삭 및 밀링으로 대체"를 실현할 수 있습니다. 기존 절삭공구 대비 절삭 효율이 3-10배 높고, 공수, 전력, 공작기계 대수를 30%-70% 이상 절감하는 효과가 있다.
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CBN: 현재 알려진 두 번째로 경도가 높은 소재입니다. CBN복합시트의 경도는 일반적으로 HV3000~5000으로 열안정성과 고온경도가 높고 내산화성이 높다. 1000℃에서 산화가 일어나지 않으며 1200-1300℃에서 철계 물질과 화학반응이 일어나지 않습니다. 열전도율이 좋고 마찰계수가 낮습니다.
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다결정 다이아몬드 PCD: 다이아몬드 칼은 높은 경도, 높은 압축 강도, 우수한 열전도율 및 내마모성을 가지며 고속 절단에서 높은 가공 정확도와 가공 효율을 얻을 수 있습니다. PCD의 구조는 방향성이 다른 미세 입자 다이아몬드 소결체이기 때문에 바인더를 첨가했음에도 불구하고 경도와 내마모성은 단결정 다이아몬드보다 여전히 낮습니다. 비철금속 및 비금속 재료와의 친화력이 매우 작고 칩이 공구 선단에 달라붙어 가공 중 구성인선을 형성하기가 쉽지 않습니다.
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요약하다
각 재료의 적용 범위
고속도강 : 성형공구, 복잡한 형상 등 고인성이 요구되는 경우에 주로 사용.
초경합금: 기본적으로 가능한 가장 광범위한 응용 분야;
세라믹스: 주로 경질 부품 터닝 및 주철 부품의 황삭 가공 및 고속 가공에 사용됩니다.
CBN: 주로 단단한 부품 선삭 및 주철 부품의 고속 가공에 사용됩니다(일반적으로 내마모성, 충격 인성 및 내파괴성 측면에서 세라믹보다 효율적임).
PCD: 주로 비철금속 및 비금속 재료의 고효율 절단에 사용됩니다.
