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正在进行安全检测...
正在进行安全检测...
发布时间:2023-11-12 03:21:06 来源:
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金刚石材料的刀具目前被广泛应用于生产制造中。本文介绍了近十几年来正在迅速发
展的金刚石切削刀具材料的性能、品种,幷针对不同类的金刚石材料刀具的性能优劣,作
出了选用建议。
金刚石是碳的同素异形体,是目前已知的最硬物质,其显微硬度可达
10,000HV
,同
时也是目前硬度最高的刀具材料。在合适的加工条件下,金刚石刀具相比高速钢、硬质合
金、陶瓷和聚晶立方氮化硼刀具的使用寿命更长。用它加工铜、铝等有色金属和非金属耐
磨材料时的切削速度比硬质合金刀具高出一个数量级
(
例如铣削铝合金的切削速度为
3000~4000m/min
,高的甚至可达
7500m/min
,使用寿命是硬质合金刀具的几十甚至
几百倍。金刚石刀具过去主要用于精加工,近十几年来通过改进生产工艺,控制原料纯度
和晶粒尺寸,采用复合材料和热压工艺等,其脆性有了重大改进,韧性提高,使用可靠性
显着改善,已经可以作为常规刀具在生产中应用,对提高工效、保证产品质量起着重要作
用。
金刚石刀具材料的性能优劣
金刚石的硬度和耐磨性极高、切削刃非常锋利、刃部粗糙度值小、摩擦因数低、抗粘
结性好、热导率高、切削时不易粘刀及产生积屑瘤、加工表面质量好。在加工有色金属时,
表面粗糙度值可达
R0.10
∼
0.05
μ
m
,加工精度可达
IT5(
孔
IT6
级以上,能有效地加工非
铁金属材料和非金属材料,如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、未烧结的硬质合金、各
种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨木材
(
尤其是实心木和
胶合板、
MDF
等复合材料
。
金刚石的缺点是韧性差,热稳定性低,与铁族元素接触时有化学反应
(4C+3Fe
→
Fe3C4
,在
700~800
℃时将碳化
(
即石墨化
,一般不适用於加工钢铁材料。用它切削镍基
合金时,同样也会迅速磨损。所以通常不推荐金刚石刀具加工高熔点金属及合金。此外,
金刚石刀具刃磨困难,价格昂贵。表
1
中列出了金刚石刀具与硬质合金刀具二者性能的比
较。
金刚石刀具材料的品种分类
金刚石刀具材料分为单晶金刚石
(
有天然和人造两种,天然单晶金刚石价格昂贵,部分
被人造单晶金刚石替代
、人造聚晶金刚石
(PCD
和人造聚晶金刚石与硬质合金复合刀片
(PCD/CC
以及
CVD
金刚石。
单晶金刚石
单晶金刚石用作切削刀具必须是大颗粒的
(
质量大於
0.1g
,
最小径长不得小於
3mm
,
主要用于表面粗糙度、
几何形状精度和尺寸精度有较高要求的精密和超精密加工应用领域。
天然单晶金刚石是金刚石中最耐磨的材料。它本身质地细密,经过精细研磨,切削刃
的刃口钝圆半径可小到
0.008~0.005
μ
m
。但天然单晶金刚石较脆,其结晶各向异性,不
同晶面或同一晶面不同方向的晶体硬度均有差异,在进行刃磨和使用时必须选择合适的方
向。由於使用条件苛刻,加上天然单晶金刚石资源有限,价格十分昂贵,所以生产上大多
采用
PCD
、
PCD/CC
和
CVD
金刚石刀具。天然单晶金刚石主要用於某些有色金属的超精
密切削加工或黄金首饰的生产中。
人工合成单晶金刚石的尺寸、形状和性能都具有良好的一致性
,
目前由于高温高压技
术日趋成熟,
能够制备一定尺寸的人工合成单晶金刚石,
尤其在加工高耐磨的层状木板时,
其性能要优于
PCD
金刚石,不会引起刃口过早钝化。
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/2dfb8d32c181e53a580216fc700abb68a982ad8b.html
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