1.金剛石刀具資料的品種、功用和特征及刀具運用
金剛石是碳的同素異構(gòu)體,它是自然界現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的硬度致高的一種資料。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導(dǎo)熱功用,在有色金屬和非金屬資料加工中得到廣的運用。尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中,金剛石刀具是難以代替的首要切削刀具品種??赏戤吀咚俾?、高穩(wěn)定性、長壽命加工的金剛石刀具是現(xiàn)代數(shù)控加工中不行短少的重要東西。
⑴ 金剛石刀具的品種
①天然金剛石刀具:天然金剛石作為切削刀具已有上百年的前史了,天然單晶金剛石刀具經(jīng)過精細(xì)研磨,刃口能磨得極點尖利,刃口半徑可達(dá)0.002μm,能完畢超薄切削,能夠加工出極高的工件精度和極低的外表粗糙度,是公認(rèn)的、志趣的和不能代替的超精細(xì)加工刀具。
②PCD鉆石刀具:天然金剛石價格昂貴,金剛石通常運用于切削加工的仍是聚晶金剛石(PCD),自20世紀(jì)70年代初,選用高溫高壓組成技能制備的聚晶金剛石(Polycrystauinediamond,簡稱PCD刀片研制成功往后,在許多場合下天然金剛石刀具現(xiàn)已被人工聚晶金剛石所代替。PCD資料來歷豐富,其價格只需天然金剛石的幾十分之一至十幾分之一。
PCD刀具無法磨出極點尖利的刃口,加工的工件外表質(zhì)量也不如天然金剛石,現(xiàn)在工業(yè)中還不能方便地制造帶有斷屑槽的PCD刀片。因而,PCD只能用于有色金屬和非金屬的精切,很難抵達(dá)超精細(xì)鏡面切削。
③CVD金剛石刀具:自從20世紀(jì)70年代末至80年代初,CVD金剛石技能在日本呈現(xiàn)。CVD金剛石是指用化學(xué)氣相堆積看完觀念(CVD)在異質(zhì)基體(如硬質(zhì)合金、陶瓷等)上組成金剛石膜,CVD金剛石具有與天然金剛石徹底相同的結(jié)構(gòu)和特性。CVD金剛石的功用與天然金剛石比較十分靠近,兼有天然單晶金剛石和聚晶金剛石(PCD)的利益,在必定程度上又克服了它們的短少。
⑵ 金剛石刀具的功用特征:
①極高的硬度和耐磨性:天然金剛石是自然界現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的硬度致高的物質(zhì)。金剛石具有極高的耐磨性,加工高硬度資料時,金剛石刀具的壽命為硬質(zhì)合金刀具的lO~100倍,甚至高達(dá)幾百倍。
②具有很低的摩擦系數(shù):金剛石與一些有色金屬之間的摩擦系數(shù)比其他刀具都低,摩擦系數(shù)低,加工時變形小,可減小切削力。
③切削刃十分尖利:金剛石刀具的切削刃能夠磨得十分尖利,天然單晶金剛石刀具可高達(dá)0.002~0.008μm,能進(jìn)行超薄切削和超精細(xì)加工。
④ 具有很高的導(dǎo)熱功用:金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散率高,切削熱簡略散出,刀具切削部分溫度低。
⑤具有較低的熱膨脹系數(shù):金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍,由切削熱引起的刀具規(guī)范的改動很小,這對規(guī)范精度要求很高的精細(xì)和超精細(xì)加工來說尤為重要。
⑶ 金剛石刀具的運用。
金剛石刀具多用于在高速下對有色金屬及非金屬資料進(jìn)行精細(xì)切削及鏜孔。適合加工各種耐磨非金屬,如玻璃鋼粉末冶金毛坯,陶瓷資料等;各種耐磨有色金屬,如各種硅鋁合金;各種有色金屬光整加工。金剛石刀具的短少之處是熱穩(wěn)定性較差,切削溫度跨過700℃~800℃時,就會徹底失掉其硬度;此外,它不適于切削黑色金屬,因為金剛石(碳)在高溫下簡略與鐵原子效果,使碳原子轉(zhuǎn)化為石墨結(jié)構(gòu),刀具極易損壞。