C 2 YTCB DCCKL 1 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Chương 5: Các loại vật liệu khác Ngoài 4 loại vật liệu thông dụng đã kể trên, trong ngành chế tạo máy người ta còn dùng một số vật liệu khác để chế tạo dụng cụ cắt kim loại, như kim cương, sành sứ, elbor. 1. Vật liệu sành sứ: Sành sứ được nghiên cứu vào chế tạo dụng cụ cắt từ sau đại chiến thế giới thứ II. Thành phần chủ yếu là oxyt Nhôm (Al 2 O 3 ). Vật liệu sành sứ có những đặc điểm có bản sau: 1. Có độ cứng rất cao. ở nhiệt độ bình thường khoảng 90 HRA. Độ cứng ấy hầu như không thay đổi khi nhiệt độ lên tới 1000 oC . 2. Độ bền uốn rất nhỏ ( u = 30 - 40 kg/mm 2 ). 3. Rất khó mài sắc. Vì những đặc điểm trên, vật liệu sành sứ sẽ có triển vọng rất tốt nếu ta cải tạo được tính dòn của chúng. C 2 YTCB DCCKL 2 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Bảng 2.4: Vật liệu sành sứ Ký hiệu (theo nước) Thành phần hoá học Đ ộ b ề n u ố n u k g/ m m 2 Đ ộ c ứ n g H R A LC96 (MSZ) 100% Al 2 O 3 3 2 8 5 VK15 (MSZ) 95% Al 2 O 3 + 0,5% MoF 2 4 0 8 7 HC20M (NDK) 100% Al 2 O 3 3 0 - 5 0 8 0 KAVEN IT (NDK) Al 2 O 3 + Karbid nặng 3 0 - 4 0 7 8 REVOL OX (Sved) 50% Wc + 40% Al 2 O 3 + 1 số carbit nặng 55 9 2 C 2 YTCB DCCKL 3 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT C30 (USA) 90% Al 2 O 3 + 10% TiO 7 2 9 3 , 5 2. Kim cương: Kim cương được hình thành trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Vì vậy chúng có cấu tạo tinh thể đặc biệt, có độ cứng rất cao. Bên cạnh kim cương tự nhiên, hiện nay người ta cũng dã tạo được kim cương nhân tạo có tinh thể đủ lớn để làm các mảnh dao. Cũng như sành sứ, kim cương rất dòn ( u 30 kg/mm 2 ). Vì nhược điểm này nên kim cương chủ yếu được dùng làm hạt mài để mài các loại vật liệu có độ cứng và độ bền cao (như hợp kim cứng). Cần lưu ý rằng: Kim cương là loại vật liệu hiếm, đắt tiền do vậy khi sử dụng chúng phải chú ýe đến hiệu quả kinh tế. 3. Vật liệu tổng hợp elbor Đây là loại vật liệu dao mới chủ yếu là làm hạt mài có tính chất như kim cương. Để thấy rõ lịch sử phát triển và vận dụng vật liệu chế tạo dao ta có thể biểu diễn sơ đồ hình 2.8 sau đây: 2.3.2.6. Phương hướng phát triển của vật liệu chế tạo dao Vật liệu là vấn đề không ngừng phải tìm kiếm, phát triển. Do vậy vật liệu dao cũng đang được nghiên cứu tìm kiếm. Bên cạnh việc tìm kiếm những vật liệu mới thì hướng cơ bản hiện nay là: C 2 YTCB DCCKL 4 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT 1. Thép hợp kim nói chung và thép gió nói riêng có nhiều ưu điểm về phương tiện chế tạo dao. Nếu tăng được khả năng chịu nhiệt và tính chống mòn nó sẽ trở nên rất ưu việt. Để làm được điều này người ta đắp trên mặt thép gió một lớp mỏng vật liệu chịu mòn và chịu nhiệt (ví dụ Titan). Đắp vật liệu gì nữa, đó là hướng tìm hiểu thêm. 2. Sành sứ có độ cứng ưu việt cho việc cắt gọt. Nếu cải tạo được tính dòn sẽ trở nên vật liệu tuyệt vời. Cho thêm vào sành sứ những gì để đạt được điều đó. Đó là một hướng lớn của nhiều nhà nghiên cứu. 8 0 0 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 Tốc độ cắt v ( /ph) 0 1970 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 4 1 2 3 C 2 YTCB DCCKL 5 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT Hình 2.8. Lịch sử phát triển vật liệu dao [32] 1. Thời đại thép gió 2. Thời đại hợp kim cứng 3. Thời đại sành sứ 4. Thời đại sau sành sứ n¨m . Al 2 O 3 3 2 8 5 VK 15 (MSZ) 95% Al 2 O 3 + 0 ,5% MoF 2 4 0 8 7 HC20M (NDK) 100% Al 2 O 3 3 0 - 5 0 8 0 KAVEN IT (NDK) Al 2 O 3 + Karbid nặng 3 0 - 4 0 7 8 REVOL OX (Sved) 50 % Wc + 40% Al 2 O 3 . 1 số carbit nặng 5 5 9 2 C 2 YTCB DCCKL 3 GVC NGUYỄN THẾ TRANH - TRẦN QUỐC VIỆT C30 (USA) 90% Al 2 O 3 + 10% TiO 7 2 9 3 , 5 2. Kim cương: Kim cương được hình thành trong điều kiện nhiệt độ. điều đó. Đó là một hướng lớn của nhiều nhà nghiên cứu. 8 0 0 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 Tốc độ cắt v ( /ph) 0 1970 1900 1910 1920 1930 1940 1 950 1960 4 1 2 3 C 2 YTCB DCCKL 5