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[金刚石刀具质料的种类分类有哪些?]
公布日期:[2022/3/25] 共阅[140]次

 金刚石刀具质料分为单晶金刚石(有自然和天然两种,自然单晶金刚石代价昂贵,局部被天然单晶金刚石替换)、天然聚晶金刚石(PCD)和天然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需是大颗粒的(质量大於0.1g,最小径长不得小於3mm),次要用于外表粗度、多少外形精度和尺寸精度有较高要求的精细和超精细加工使用范畴。

    自然单晶金刚石是金刚石中最耐磨的质料。它自己质地精密,颠末精密研磨,切削刃的刃口钝圆半径可小到0.008~0.005μm。但自然单晶金刚石较脆,其结晶各向异性,差别晶面或统一晶面差别偏向的晶体硬度均有差别,在举行刃磨和利用时必需选择符合的偏向。由於利用条件苛刻,加上自然单晶金刚石资源有限,代价非常昂贵,以是消费上大多接纳PCD、PCD/CC和CVD金刚石刀具。自然单晶金刚石次要用於某些有色金属的超精细切削加工或黄金金饰的消费中。

    人工分解单晶金刚石的尺寸、外形和功能都具有精良的分歧性,现在由于低温高压技能日趋成熟,可以制备肯定尺寸的人工分解单晶金刚石,尤其在加工高耐磨的层状木板时,其功能要优于PCD金刚石,不会惹起刃口过早钝化。

    天然聚晶金刚石(PCD)和天然聚晶金刚石与硬质合金复合刀片(PCD/CC)

    PCD是在低温(约1800℃)、高压(5~6MPa)下,使用钴等金属联合剂将很多金刚石单晶粉聚晶成多晶体质料,其硬度虽稍低于单晶金刚石,但它是随机取向的金刚石晶粒的聚合,属各向异性,用作切削刀具时可以恣意取向刃磨,无需像自然金刚石那样必需选用最佳的解理面作为前刀面。在切削时,切削刃对不测破坏很不敏感,抗磨损才能也较强,可永劫间坚持尖利的切削刃,加工时可接纳很高的切削速率和较大的背吃刀量(吃深),利用寿命一样平常高于WC基硬质合金刀具10~500倍,并且由於PCD中金属联合剂具有导电性,使得PCD便于切割成形,且质料泉源丰厚,其代价只要自然金刚石的几非常之一至十几分之一,已成为传统WC基硬质合金刀具的高功能替换品。

    为进步PCD刀片的韧性和可焊性,以硬质合金为基底,在其外表烧结或压抑一层0.5~1mm厚的PCD而构成金刚石复合刀片(PCD/CC)。PCD/CC可用焊或机夹方法制造刀具。由于其可焊性好,重磨容易,本钱低,故使用普遍。须指出的是,PCD和PCD/CC刀具的刃口尖利性和加工外表质量均不如单晶金刚石,同时其可加工性差,磨削比小,难以依据刀头的多少外形恣意成形,至今还不克不及利便地制造带断屑槽可转位刀片和立铣刀等多少外形庞大的产品。

    CVD金刚石

    CVD金刚石是一种高抗磨性的纯金刚石质料,不含联合剂,它是在高压(﹤0.1MPa)下制备的。CVD金刚石次要有CVD薄膜涂层(CD)和CVD厚膜(TFD)两种情势。


    CD是用CVD(化学气相沈积)工艺,在硬质合金基体(常用K类合金)上沈积一层厚度约10~30μm,由多晶构成的膜状金刚石而成。

    因基体易于制成庞大外形,故实用于多少外形庞大的刀具,如丝锥、钻头、立铣刀和带断屑槽可转位刀片等。国际东西巿场上已有CD刀具的产品,如瑞典Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25,次要用于有色金属及非金属质料的高速精细加工,刀具寿命比未涂层的硬质合金刀具进步近十倍乃至数十倍。但CD刀具不适于加工金属一类复合质料,由于复合质料中的硬质颗粒在很短工夫内就会将刀具外表一层涂层磨穿,以是只管CD刀具的代价比同类PCD刀具要低,但由于金刚石薄膜与基体质料间的粘着力较小,于是限定了它的普遍使用。


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