智造問(wèn)答|金剛石刀具都有哪些材料分類
金剛石刀具原材料分成單晶金剛石(有自然和人造二種,純天然單晶金剛石價(jià)格比較貴,一部分被人造單晶金剛石取代)、人造聚晶金剛石(PCD)和人造聚晶金剛石與硬質(zhì)合金復(fù)合型刀片(PCD/CC)及其CVD金剛石。
1、單晶金剛石
單晶金剛石作為鉆削刀具務(wù)必是大顆粒物的(品質(zhì)大於0.1g,最小路長(zhǎng)不可小於3mm),關(guān)鍵用以外表粗糙度、幾何圖形樣子精密度和規(guī)格精密度有較高標(biāo)準(zhǔn)的高精密和超精密機(jī)械加工主要用途。
純天然單晶金剛石是金剛石中最耐磨損的原材料。它自身材質(zhì)細(xì)膩,通過(guò)細(xì)致碾磨,鉆削刃的刀口鈍圓半經(jīng)可小到0.008~0.005μm。但純天然單晶金剛石較脆,其結(jié)晶體各種各樣,不一樣晶向或同一晶向不一樣方位的結(jié)晶強(qiáng)度均有差別,在開(kāi)展修磨和應(yīng)用時(shí)務(wù)必選用適宜的方位。由於應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛,再加上純天然單晶金剛石資源比較有限,價(jià)錢(qián)十分價(jià)格昂貴,因此生產(chǎn)制造上大多數(shù)選用PCD、PCD/CC和CVD金剛石刀具。智能制造薈翠,致力于機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域有關(guān)基礎(chǔ)理論各種知識(shí)分享;純天然單晶金剛石關(guān)鍵用於一些稀有金屬的超高精密鉆削生產(chǎn)加工或黃金飾品的制造中。
人造單晶金剛石的規(guī)格、樣子和功能都有著優(yōu)良的一致性,現(xiàn)階段因?yàn)槌邏焊邷丶夹g(shù)性日趨完善,可以制取一定規(guī)格的人造單晶金剛石,特別是在在生產(chǎn)加工超耐磨的片層木工板時(shí),其特性要好于PCD金剛石,不容易造成刀口太早鈍化處理。
2、人造聚晶金剛石(PCD)和人造聚晶金剛石與硬質(zhì)合金復(fù)合型刀片(PCD/CC)
PCD是在高溫(約1800℃)、髙壓(5~6MPa)下,運(yùn)用鈷等金屬材料融合劑將很多金剛石單晶粉聚晶成多晶體材料,其強(qiáng)度雖稍小于單晶金剛石,但它是任意趨向的金剛石晶體的匯聚,屬各向異性,作為鉆削刀具時(shí)可以隨意趨向修磨,不用像純天然金剛石那般務(wù)必采用最好的解理做為前刃口。在鉆削時(shí),鉆削刃對(duì)出現(xiàn)意外毀壞很不比較敏感,耐磨損工作能力也較強(qiáng),可長(zhǎng)期維持銳利的鉆削刃,生產(chǎn)加工時(shí)可選用很高的切削用量和比較大的背吃走刀的量(吃深),使用期限一般高過(guò)WC基硬質(zhì)合金刀具10~500倍,并且由於PCD中金屬材料融合劑具備導(dǎo)電率,促使PCD有利于激光切割成型,且原材料來(lái)源于豐富多彩,其價(jià)錢(qián)僅有純天然金剛石的幾十分之一至十幾分之一,已變成傳統(tǒng)式WC基硬質(zhì)合金刀具的性能卓越代替品。
為提升PCD刀片的延展性和可鍛性,以硬質(zhì)合金為底材,在其表層煅燒或抑制一層0.5~1mm厚的PCD而構(gòu)成金剛石復(fù)合型刀片(PCD/CC)。PCD/CC可以用焊或機(jī)夾方法制做刀具。因?yàn)槠淇慑懶院?,重磨非常容易,低成本,故運(yùn)用普遍。須強(qiáng)調(diào)的是,PCD和PCD/CC刀具的刀口銳利性和生產(chǎn)加工表層質(zhì)量均比不上單晶金剛石,與此同時(shí)其可工藝性能差,切削比小,無(wú)法依據(jù)刀片的立體幾何樣子隨意成型,迄今還不可以便捷地生產(chǎn)制造帶斷屑槽可轉(zhuǎn)位刀片和合金銑刀等立體幾何樣子比較復(fù)雜的商品。
3、CVD金剛石
CVD金剛石是一種高耐磨性的純金剛石原材料,沒(méi)有融合劑,它是在低電壓(﹤0.1MPa)下制取的。CVD金剛石關(guān)鍵有CVD塑料薄膜鍍層(CD)和CVD厚膜(TFD)二種方式。
CD是用CVD(有機(jī)化學(xué)液相沈積)加工工藝,在硬質(zhì)合金基材(常見(jiàn)K類鋁合金)上沈積一層薄厚約10~30μm,由多晶體構(gòu)成的薄膜狀金剛石而成。
因基材便于做成繁雜樣子,故適用幾何圖形樣子比較復(fù)雜的刀具,如絲錐、麻花鉆、合金銑刀和帶斷屑槽可轉(zhuǎn)位刀片等。國(guó)際性專用工具巿場(chǎng)中已經(jīng)有CD刀具的商品,如德國(guó)Sandvik企業(yè)的CD1810和英國(guó)Kennametal企業(yè)的KCD25,關(guān)鍵用以稀有金屬及非金屬材質(zhì)的快速精密機(jī)械加工,刀具使用壽命比未鍍層的硬質(zhì)合金刀具提升近十倍乃至數(shù)十倍。但CD刀具不適合生產(chǎn)加工金屬材料一類復(fù)合材質(zhì),由于復(fù)合材質(zhì)中的硬性顆粒物在很短期內(nèi)便會(huì)將刀具表層一層鍍層磨壞,因此雖然CD刀具的價(jià)格對(duì)比類似PCD刀具要低,但因?yàn)榻饎偸芰媳∧づc基材原材料間的黏著力較小,因此限定了它的廣泛運(yùn)用。
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