Các Loại Insert Ceramic Trong Gia Công Cơ Khí Chính Xác

Với thành phần Silicon Carbide (SiC) được thêm vào Alumina. Với việc đan xen phần Silicon Carbide (SiC) với nhau làm ngăn chắn các vết nứt kết cấu của hợp chất này, ngoài ra nó còn chống lại sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Tận dụng những đặc tính này, vật liệu Gốm Whisker được sử dụng rộng rãi để xử lý vật liệu hợp kim chịu nhiệt (heat-resistant alloy, thường trong catalog các hãng sẽ để kí hiệu vật liệu bằng chữ S màu nâu, ví dụ như Titan, Inconel)

Sau dải vật liệu Ceramic với thành phần nền nhôm, Tiếp đến là Ceramic với thành phần Silicon nitrit, Si3N4

Gốm Silicon nitride (Si3N4) có thành phần chính là Silicon nitride và điểm đặc biệt là các hạt có dạng hình kim, khác với hợp chất alumina, từ đó ngăn chặn đáng kể sự phát triển của các vết nứt do tác động trong quá trình cắt, tăng khả năng chống nứt gãy dụng cụ cắt.Tận dụng những đặc tính này, Gốm Silicon Nitride được sử dụng trong gia công thô gang tốc độ cao.

Cuối cùng là Gốm SIALON với sự pha trộn từ 3 thành phần chính Silicon nitride (Si3N4), Nhôm (Al) và oxy (O). Gốm Sialons cũng tương tự Gốm silicon nitride, có các hạt thành phần hình dạng giống như kim. Các hạt dạng kim đan xen vào nhau để chịu được va đập trong quá trình cắt. Ngoài ra, tác dụng của thành phần Alumina được thêm vào giúp cải thiện khả năng chịu nhiệt so với Silicon nitride và có đặc tính chịu nhiệt độ cao tuyệt vời. Tận dụng những đặc tính này, Gốm SIALON được sử dụng trong gia công tốc độ cao các vật liệu hợp kim chịu nhiệt (heat-resistant alloy, ví dụ như Titan, Inconel).) .

Từ các tính chất cũng như kết cấu của các loại gốm trên ta có thể thấy gốm trắng (White Ceramic) , Gốm đen (Black ceramic) , Silicon nitride phù hợp cho gia công gang . Whisker và Sialon nên chọn gia công vật liệu hợp kim chịu nhiệt (heat-resistant alloy) . Ngoài ra với gốm đen (black ceramic) có thể được chọn để gia công các vật liệu sau nhiệt.

FAQ về Các Loại Insert Ceramic trong Gia Công Cơ Khí Chính Xác

1. Insert ceramic là gì và tại sao được sử dụng trong gia công cơ khí?
Insert ceramic là lưỡi cắt làm từ vật liệu gốm kim loại (như Alumina hoặc Silicon Nitride), được sử dụng trong tiện, phay và doa. Theo Sandvik Coromant, chúng chịu nhiệt lên đến 1200°C, chống mài mòn và phù hợp cho gia công tốc độ cao các vật liệu cứng như gang, hợp kim chịu nhiệt (titan, inconel), giúp tăng năng suất và tuổi thọ dụng cụ.

2. Các loại insert ceramic chính được sử dụng trong gia công là gì?
Có năm loại chính: White Ceramic (Al2O3), Black Ceramic (Al2O3 + TiC), Whisker-Reinforced Ceramic (Al2O3 + SiC), Silicon Nitride (Si3N4) và SIALON (Si3N4 + Al + O), theo Kyocera. Mỗi loại có đặc tính riêng, phù hợp với vật liệu và ứng dụng cụ thể như gia công gang hoặc hợp kim chịu nhiệt.

3. White Ceramic (Gốm trắng) phù hợp với ứng dụng nào?
White Ceramic, chủ yếu từ Al2O3, có độ cứng và ổn định hóa học cao, theo Kennametal. Nó phù hợp cho gia công tinh gang tốc độ cao, như chi tiết máy móc hoặc khối động cơ ô tô, nhờ khả năng duy trì độ sắc bén và chống oxy hóa tốt.

4. Black Ceramic (Gốm đen) có ưu điểm gì so với White Ceramic?
Black Ceramic bổ sung Titanium Carbide (TiC) vào Al2O3, tăng độ cứng và chống biến dạng nhiệt, theo BIG KAISER. Nó phù hợp để gia công tinh tốc độ cao các vật liệu cứng (lên đến HRC65), như thép tôi luyện, trong khi White Ceramic chủ yếu dùng cho gang.

5. Whisker-Reinforced Ceramic được sử dụng khi nào?
Whisker-Reinforced Ceramic (Al2O3 + SiC) có độ bền gấp 2–3 lần nhờ cấu trúc sợi SiC, ngăn chặn nứt vỡ, theo Sandvik Coromant. Nó lý tưởng để gia công hợp kim chịu nhiệt (titan, inconel) trong ngành hàng không vũ trụ, như cánh turbine, nhờ khả năng chịu nhiệt độ đột ngột và tốc độ cắt cao.

6. Silicon Nitride Ceramic (Si3N4) có đặc điểm gì nổi bật?
Silicon Nitride (Si3N4) có hạt dạng kim, tăng khả năng chống nứt gãy, theo Kyocera. Nó phù hợp cho gia công thô gang tốc độ cao, như khối xi-lanh ô tô, nhờ độ dai va đập cao và khả năng ngăn chặn phát triển vết nứt trong quá trình cắt.

7. SIALON Ceramic khác gì so với Silicon Nitride?
SIALON kết hợp Si3N4, nhôm và oxy, cải thiện khả năng chịu nhiệt so với Silicon Nitride, theo Kennametal. Với cấu trúc hạt kim, SIALON chịu được va đập và phù hợp cho gia công tốc độ cao hợp kim chịu nhiệt (titan, inconel), đặc biệt trong ngành hàng không và năng lượng.

8. Làm thế nào để chọn insert ceramic phù hợp cho gia công?
Chọn insert dựa trên vật liệu và quy trình: White Ceramic và Silicon Nitride cho gang, Black Ceramic cho thép tôi luyện, Whisker và SIALON cho hợp kim chịu nhiệt, theo BIG KAISER. Cần xem xét tốc độ cắt, độ cứng máy và điều kiện gia công (khô hay tưới nguội). Liên hệ HUTSCOM để được tư vấn cụ thể.

9. Insert ceramic có nhược điểm gì cần lưu ý?
Insert ceramic có độ dòn cao, dễ nứt vỡ nếu máy không đủ cứng vững hoặc rung động lớn, theo Sandvik Coromant. Giá thành cao hơn carbide, đặc biệt với Whisker và SIALON, và không phù hợp với vật liệu dẻo như nhôm. Cần hệ thống giảm rung và bảo quản cẩn thận để tối ưu hiệu suất.

10. Doanh nghiệp Việt Nam nên dùng insert ceramic nào cho ngành hàng không?
Trong ngành hàng không, Whisker-Reinforced Ceramic và SIALON là lựa chọn tối ưu để gia công hợp kim chịu nhiệt như titan và inconel, theo Kyocera. Chúng đảm bảo tốc độ cắt cao, độ chính xác và tuổi thọ dụng cụ dài cho chi tiết như cánh turbine. Liên hệ HUTSCOM để chọn model phù hợp với máy CNC tại Việt Nam.