Хорошо обработанная поверхность металла улучшает функциональные качества любой металлической детали, увеличивают ее антикоррозийные свойства. Появляется все больше современных синтезированных материалов, которые позволяют производить металлообработку на заказ или для собственных нужд предприятия качественнее.
Новые материалы, улучшающие металлообработку
Металл отличается весьма высокой прочностью, за что его и ценят. Но при высокой прочности обработка той или иной детали, металлической поверхности выступает не самым легким делом. Для металлообработки нужны материалы повышенной твердости, они носят название абразивов. При помощи абразивных материалов металл можно резать, шлифовать, полировать. Благодаря абразивам возможно хонингование (когда металл обрабатывают хонинговальными головками, так называемыми хонами), гидроабразивная и пескоструйная обработка.
Алмаз является лидером по популярности и распространенности среди подобных металлообрабатывающих абразивов. Его используют довольно давно, сегодня используется синтетический алмаз, имеющий наивысшую твердость. Алмазом обрабатывают цветные металлы и твердые сплавы. Также появились и другие материалы с превосходными абразивными свойствами, позволяющие отлично справляться с обработкой металлов. Это:
- Электрокорунд.
- Оксид циркония.
- Карбид бора.
- Карбид кремния.
- Диборид кремния.
- Нитрид кремния.
- Материал, состоящий из кремния, бора и углерода.
Подробнее о современных абразивах
Абразивы бывают природными и искусственными. Природные стоят недорого, но их функциональные свойства не очень высоки. Сейчас их стали использовать редко, поскольку хорошо обработать металл ими нельзя.
В металлообработке из натуральных абразивов все еще можно встретить кварц, который дешев и применяется для пескоструйной обработки металла, и наждак (корунд, имеющий вулканическое происхождение). В корунде много примесей, и хотя сама окись алюминия отличается большой твердостью, примеси эту твердость снижают. Чтобы справиться с этим недостатком корунда, был создан электрокорунд.
Исключением среди природных материалов выступает только алмаз. Он хорош всем, твердость его считается непревзойденной, однако цена его очень высока.
Более ста лет назад был искусственно создан карбид кремния в качестве абразива для обработки металла. За прошедший век количество синтетических материалов для обработки значительно выросло.
- Так, из синтетических алмазов, твердость которых не отличается от натуральных, изготавливают заточные приспособления для заточки режущей кромки из прочной стали. Также используется синтетический алмаз, чтобы править шлифовальные круги.
- У кубического нитрида бора мягкость больше, чем у алмаза, однако теплостойкость его очень высока. Данный абразивный материал подходит для обработки разных сталей, сплавов.
- Черным карбидом кремния обрабатывают очень многие металлы, в том числе твердые сплавы и сверхпрочный чугун. Зеленым кремниевым карбидом тоже обрабатывается немало видов металла, с его помощью можно выполнить хонингование, заточить очень твердые инструменты.
- Электрокорунд весьма популярен. Им обрабатывается быстрорежущая сталь. Из него повсеместно делают устройства для шлифовки металла, отрезные диски.
Прекрасно обрабатывают металл и другие синтетические абразивы. Например, карбид вольфрама помогает в изготовлении очень твердых монолитных заточных кругов.
Обычно для металлообработки создают смеси абразивов, в которых больше того или иного ингредиента. Выбор доминирующего абразива определяется назначением металлообрабатывающего инструмента.
Важными качествами абразива выступает размер, а также однородность его частиц. Этими характеристиками определяется степень гладкости обрабатываемого металла и точность, с которой его можно обработать. Также важно, насколько тверд абразив и какова его структура.
Нанотехнологии и обработка металла
Самые новые абразивы для обработки металла были созданы в ученых лабораториях. Пройдя множество испытаний в рабочих условиях, абразивы стали использоваться в промышленности. Стоят сверхтвердые материалы довольно дорого, но обеспечивают высочайший уровень обработки металлов там, где она крайне необходима.
Для обработки металла применяются сейчас многогранные пластины, на которые нанесено износостойкое покрытие. Для производства пластин используются самые передовые методики нанотехнологий. Покрытия содержат нитрид титана TiN, карбонитрид титана TiCN, карбид титана TiC и оксид алюминия Аl2O3, то есть имеет несколько граней.
Благодаря изобретению подобных пластин стойкость инструментов, которыми режут металл, гораздо выше обычного оборудования для резки.
- Нитрид титана дает великолепную адгезию металла и специальной многофазной пластины, причем высокие свойства сцепления сохраняются и при очень высоких температурах, а также при температурных изменениях.
- Карбонитрид титана имеет в составе состоит кристаллы, расположенные вертикально. Режущая кромка, сделанная их этого материала, практически не отслаивается и не крошится.
- У карбида титана превосходная прочность и жаропрочность.
- Оксид алюминия отличается большой твердостью даже при высоких температурах, Его поверхность очень гладкая, поэтому инструментом, на который нанесена пластина из оксида алюминия, металл резать намного легче, чем обычным инструментом для резки. Кроме того, данным пластинам свойственна повышенная стойкость к окислению и невысокая теплопроводность (а это хорошая защита режущей кромки от трещин и перегревания).
Без металлообработки сейчас невозможны многие области производства, поэтому появление современных синтетических материалов для обработки металла, позволяющих выполнять все операции быстро и высококачественно, сыграло и играет очень важную роль в ряде отраслей промышленности.