2020年9月14日星期一

單晶金剛石刀具材料

  單晶金剛石與PCD(或PCD/CC)以及PCD(或PCD/CC)與CVD金剛石之間能很好地相互補充,也存在著一些相互交叉的應用領域。
  單晶金剛石切出的工件表面呈連續狀,而用PCD切出鎢鋼的工件表面呈現出微米量級的不連續狀態,因此PCD只適用於普通的機械加工領域,對於一些有特殊要求的拋光工藝,如制備Al2O3鏡面時,只有使用天然單晶金剛石才能達到所要求的表面粗糙度和尺寸公差。
  天然金剛石中較少見大尺寸金剛石,但人工合成大尺寸金剛石目前已經成為可能。用其加工高耐磨的層狀木板時,其性能要優於PCD金剛石,不會引起刃口過早鈍化。在加工鋁基復合銑刀材料時,既可采用PCD也可使用TFD(CVD厚膜)。圖3所示為用PCD與TFD兩種金剛石加工40%SiCυA356MMC材料時的刀具磨損曲綫。圖3試驗時采用的切削條件為:切削速度400m/min,進給量為0。05mm/r,背吃刀量(切削深度)0。5mm,加切削液。由實驗可知,加工40%SiCυ鋁基復合材料,使用厚膜金剛石TFD的效果最好,PCD025次之,PCD002刀具的使用壽命最低。
  由於各類金剛石在適應面上的互頂針補性,金剛石刀具可加工範圍有所擴展,人工合成金剛石替代天然金剛石,CVD金剛石替代PCD金剛石的趨勢也日漸明顯。切削加銑刀工也由此而進入了一個可實現高效、經濟加工的新時期,其替代程度決定於技術和經濟兩方面因素,尤其是刀片的成型、刃磨和焊的難易程度將直接影響金剛石刀具的價格和性能。

  通常PCD刀具適合於粗加工和要求刀具有較高斷裂韌性的生產中,CVD厚膜和單晶金剛石刀具多用於高速精加工和半精加工。

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