切削工具的历史及发展脉络

发布时间:2022-09-20 金属切削,机械制造

随着人类社会的进步,切削工具也在不断的发展和演化,然而,人们仍然面临着一个很大的问题,那就是还没有一种硬度比铁更高、能够用来加工铁材料的金属。直到1898年, 一种比铁更硬的金属--“高速工具钢(也称为高速钢)”的出现,才使这一问题得到了解决。同时,这种新材料的发明也使得用于铁材料加工的切削工具得到了飞速的发展。 进入二十世纪20年代后,德国人又发明了硬度远远超过高速工具钢的“硬质合金”。今天的硬质合金技术的基础,就是由德国科学家施勒特尔博士确立的。

1926年,德国克鲁博公司(Friedlich Krupp)成功地完成了硬质合金的商品化,并冠以“Wie diamant(意为像金刚石一样坚硬)”的名称在市场上销售。随后,在1928年,美国的通用电气公司(General Electric)也以“Carboloy”的名称推出了同样的产品。同一时期,日本的东芝(现TUNGALOY)、住友电工(现住友电工HARDMETAL)、三菱金属(现三菱综合材料)等公司也都在积极推动相关的研究,开始走上工业化的道路。 在此后70余年的发展中,人们相继制造出涂层、陶瓷、金属陶瓷、超高压烧结体等新型材料。Z近,又出现了一种在硬质合金基体的表面生成金刚石结晶的技术。随着切削工具材质的不断更新,切削速度也实现了飞跃性的提高。

上图描述了多种刀具的特性。其中, 纵轴表示的 是高温硬度,横轴则表示韧性。 这其中高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、CBN烧结体及金刚石烧结体这6种为常被使用的刀具材料。这些材料中还有一部分被CVD(化学蒸镀法)及PVD(物理蒸镀法)的涂层涂覆来使用。 目前,硬质合金、涂层硬质合金及TiC-TiN系列金属陶瓷是金属材料市场中的主打刀具材料,这是由于它们在高温硬度与韧性方面达到了良好的平衡。