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机加工切削刀具材料之金刚石刀具

来源:苏州索尼特贸易有限公司    日期:2020-10-23    浏览量:载入中...

只有将先进的加工设备与高性能的数控刀具相结合,才能充分发挥应有的效率,并获得良好的经济效益。随着刀具材料的飞速发展,各种新型刀具材料及其物理,机械性能和切削性能的提高。得到了很大的提高,应用范围也在扩大。

刀具材料的选择对刀具寿命,加工效率,加工质量和加工成本有很大的影响,切削刀具要承受高压,高温,摩擦,冲击和振动等情况时,应选择合适的刀具材料。以下基本属性:

1)硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,通常要求高于60HRC。刀具材料的硬度越高,耐磨性越好。

2)强度和韧性。刀具材料应具有较高的强度和韧性,以承受切削力,冲击和振动,并防止刀具脆性断裂和断裂边缘

3)耐热性。工具材料具有良好的耐热性,可以承受较高的切削温度,具有良好的抗氧化性。

4)工艺性能和经济性。工具材料应具有良好的锻造性能,热处理性能和焊接性能。 ,并追求高性能-价格比。

 

工具材料的种类,性质,特性及用途

1.金刚石工具材料的种类,性质和特性及其应用金刚石是碳的异构体,是自然界中*硬的材料之一,金刚石工具具有高硬度,高耐磨性和高导热性,并且用途**用于有色金属和非金属材料的加工,特别是在铝和si-Al合金的高速加工中,金刚石刀具是难以更换的主要切削刀具,高效,高稳定性和长寿命的金刚石刀具是必不可少的刀具在现代数控加工中。

金刚石工具的种类:

1)天然金刚石切削刀具:天然金刚石作为切削刀具已有数百年的历史,天然单晶金刚石刀具经过精细磨削,可以磨削极其锋利的刀片,刀片半径为0.002μm,可以实现超薄切削,可以加工出高精度和低表面粗糙度的工件,是公认的,理想的并且不能代替超精密加工工具的地方。

2PCD金刚石工具:天然金刚石价格昂贵,金刚石被**用于机加工或多晶金刚石(PCD),自1970年代初以来,利用高温高压合成技术制备了多晶金刚石(Polycrystauinediamond后来被称为PCD刀片的后来开发,在很多情况下,天然金刚石切割工具已被人造多晶金刚石所取代,PCD原材料丰富,价格*为天然金刚石的十分之一到十分之一。刀具无法磨出非常锋利的边缘,并且加工后的工件的表面质量不如天然金刚石,因此,具有断屑槽的PCD刀片在工业上不易制造,因此PCD只能用于精细加工CVD金刚石刀具:自1970年代末至1980年代初,CVD金刚石技术出现在日本。CVD金刚石是指通过化学气相沉积(CVD)在异质基底(例如硬质合金,陶瓷等)上合成金刚石膜的方法。 CVD钻石具有与天然钻石相同的结构和特性,CVD钻石的性能非常接近天然钻石。它具有天然单晶金刚石和多晶金刚石(PCD)的优点,并在一定程度上克服了它们的缺点。

2.金刚石工具的性能特点:

1)极高的硬度和耐磨性:天然钻石是自然界中发现的*硬的物质,金刚石具有极高的耐磨性。金刚石工具的使用寿命是硬质合金工具的10100倍,甚至是数百倍。

2)具有非常低的摩擦系数:金刚石与某些有色金属之间的摩擦系数比其他工具低,摩擦系数低,加工过程中变形小,可以减小切削力。

切削刃非常锋利:金刚石切削刃可以非常锋利,天然单晶金刚石刀具可以达到0.0020.008 m,超薄切削和超精密加工。

(3)具有很高的导热系数:金刚石的导热系数和热扩散系数很高,切削热很容易散发出来,切削刀具的切削温度很低。

4)热膨胀系数低:金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍,切削热引起的刀具尺寸变化非常小,这对于精度和超精密度尤其重要。具有高尺寸精度要求的精密加工。

 

金刚石工具的应用金刚石工具主要用于有色金属和非金属材料的高速精加工和镗孔,适用于加工各种耐磨非金属材料,如玻璃纤维增强塑料粉末冶金坯料,陶瓷材料等耐磨的有色金属,如各种si-Al合金;各种有色金属的精加工。金刚石工具的缺点是热稳定性差。当切削温度超过700℃〜800℃时,会完全失去其硬度。此外,由于高温下的金刚石(碳)容易与铁原子,碳原子相互作用形成石墨结构,因此不适合切削黑色金属。切削工具非常容易损坏。

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