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推荐之二:湖北单晶钻石刀具耐磨性

admin 人造钻石 2020年08月27日

  湖北单晶钻石刀具耐磨性在单晶方面合成出质量较好的1mm左右的单晶体和少量的1.5mm左右的单晶黑色金刚石。我们合成出最大尺寸的单晶体达6mm。虽然由于设备条件等限制产品颜色、晶型、强度等还不理想。但摸索出了大颗粒人造金刚石合成材料的选择、组装方式、合成工艺条件等宝贵参数,为后来研制大颗粒、高强度人造金刚石打下了基础。

  为了减小刀具上的切削力,刀具广泛采用正前角。但在有些场合,负前角也得到了成功的应用。为了使刀具能获得最大的前度,一般希望用小后角(5-10°)和小前角(0-2°正前角)。但在有些场合,主、副前角为正5°;在对软材料进行轻切削时,则用20°负前角。

  属于IIa型金刚石型单结晶合成金刚石之一,氮[N]1 ppm,[B] 0.05 ppm ,CVD合成单晶金刚石的制程环境是在氢碳之混合气的腔体中,利用化学气相沉积法(CVD)来合成出来。

  这是一种超高技术所合成出来的高质量单晶金刚石,可做到完全无色透明,几乎没有任何杂质,拥有更高的耐磨耗和更好热传导系数,更能够使被加工物拥有更高质量的加工表面,同时如果在生长过程中有选择性的通入掺杂气体,便可以制备出多种有色金刚石。

  单晶金刚石切削刀具主要用于非球面透镜、衍射光栅高精度光学元件的加工。随着超声波椭圆振动切削技术的不断改进和推广应用,单晶金刚石刀具在淬硬钢模具镜面加工方面的应用必将得到普及。

  使用金刚石刀具不仅可以减少停机损失,而且由于金刚石刀具的化学稳定性好、摩擦系数低、表面极其光滑,加工有色金属和非金属材料时,切屑不会黏附到刀刃上生成刀瘤,能加工出高质量的零件,在加工以后不需再作进一步精加工,从而减少了废品损失,节省了后续工序的加工费用。而且,人造单晶金刚石坯料从合成机压制出来后就具有较好的表面粗糙度,仅需微量抛光即可满足刀具制造需要。选用已切割成适当尺寸的人造整体单晶金刚石可减少磨削和抛光金刚石刀具所需的时间,降低刀具制造成本。

  (1)单晶金刚石刀具具有极高的硬度(10000HV),从而获得良好的耐磨性;(2)单晶金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利,切削时不宜粘刀和产生积屑瘤,可进行超薄切削和超精密加工;(3)摩擦系数低,加工时变形小,可减小切削力;(4)刃口在800倍Nomarski(尼康)显微镜下观察无缺陷,加工有色金属时表面粗糙度可达Rz0.1~0.05μm, 被加工工件的形状精度控制50nm以下;(5)晶越超硬精选的单晶金刚石刀具颗粒,一致性好,使用寿命是硬质合金刀具的100倍,甚至几百倍。

  制造单晶金刚石刀具时,对金刚石的选择工作是至关重要的。一是要选用在工作部分没有裂纹或杂质的优质金刚石做刀具;二是要对金刚石巧妙取向,使刀具具有最好的耐磨性。对金刚石的取向,就是要使它装到刀杆上后,能用它的一个硬平面(不平行于软的解理面,解理面是平行于金刚石八面体平面的面)进行切削。如果用软平面进行切削,不仅会使刀具过快磨损,而且还可能因剥落或碎裂而损坏刀具。


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