Розробка різальних інструментів

Розвиток ріжучих інструментів займає важливе місце в історії розвитку людства. Ще в 28-20 століттях до нашої ери в Китаї були мідні ріжучі інструменти, такі як латунні конуси та мідні конуси, свердла та ножі. У пізньому періоді Воюючих царств (III ст. до н. е.) мідні ріжучі знаряддя стали виготовляти завдяки оволодінню технологією цементування. Свердла та пилки того часу були чимось схожі на сучасні плоскі свердла та пилки.

Проте швидкий розвиток ріжучих інструментів припав наприкінці 18 століття з розвитком таких машин, як парові двигуни. У 1783 році Рене з Франції вперше зробив фрези. У 1792 році Модслей з Британії виготовив мітчики та плашки. Найперша задокументована згадка про винахід спіральних свердел була датована 1822 роком, але вони не були вироблені як товар до 1864 року. У той час ріжучі інструменти виготовлялися з цілісної високовуглецевої інструментальної сталі, а допустима швидкість різання становила близько 5 метрів за хвилину. У 1868 році Мушет з Британії зробив інструментальну леговану сталь, що містить вольфрам. У 1898 році Тейлор і Уайт із США винайшли швидкорізальну інструментальну сталь. У 1923 році Шлеттер з Німеччини винайшов цементований карбід. Коли використовується легована інструментальна сталь, швидкість різання інструменту збільшується приблизно до 8 метрів за хвилину. При використанні швидкорізальної сталі він збільшується більш ніж у два рази. При використанні цементованого карбіду він більш ніж у два рази перевищує показники швидкорізальної сталі. Також значно покращується якість поверхні та точність розмірів заготовки, обробленої різанням. Через високу ціну швидкорізальної сталі і твердого сплаву в інструменті з'являються зварювальні і механічні затискні конструкції. Між 1949 і 1950 роками Сполучені Штати почали використовувати змінні пластини на токарних інструментах, а незабаром вони були застосовані на фрезах та інших інструментах. У 1938 році Degussa з Німеччини отримала патент на керамічні інструменти. У 1972 році General Electric зі Сполучених Штатів виготовила полікристалічний штучний алмаз і полікристалічний кубічний нітрид бору. Ці неметалічні інструментальні матеріали дозволяють інструменту різати з вищою швидкістю.

У 1969 році шведська компанія Sandvik Steel отримала патент на виробництво лез з твердого сплаву, покритих карбідом титану, за допомогою хімічного осадження з парової фази. У 1972 році Бангса і Лагулан зі Сполучених Штатів розробили метод фізичного осадження з парової фази для покриття твердого шару карбіду титану або нітриду титану на поверхні інструментів із цементованого карбіду або швидкорізальної сталі. Метод нанесення покриття на поверхню поєднує високу міцність і в'язкість основного матеріалу з високою твердістю і зносостійкістю поверхневого шару, що забезпечує кращу продуктивність різання композитного матеріалу.