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天然单晶金刚石刀具和人造单晶钻石刀具的区别

admin 人造钻石 2020年12月25日

  单晶金刚石刀具是目前超精密加工领域的主要切削刀具,其切削刀具一般质量大于0.1g,最小径长不小于2mm,可实现镜面加工,可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度,切削出来的效果非常光亮,是公认的、理想的超精密加工刀具。按照所选材料的制成方法不同,可分为人造单晶钻石刀具和天然单晶金刚石刀具。

  人造单晶钻石刀具:MCD是Manual crystal diamond的缩写,也是我们通常讲的,人造单晶钻石或者简称人造钻石。它是在高温高压这样一个状态下面,经过化学结晶生长出来的一种材料。

  人造金刚石属于Ib型单结晶合成金刚石之一,氮[N]多为分散或固溶状态存在于晶体内部,人造单晶金刚石顾名思义是由人工合成的,在一个无氧且高温(1000°C以上)高压的环境里合成出来的,由于拥有和金刚石相当的高硬度、高耐磨耗与高热传导系数。由于和金刚石同属于单结晶体,无晶界的性质可以制造出非常锋利的刀刃质量,是其他材料无法达到的境界,长久以来被应用在制作超精密加工的金刚石刀具,抛光工具和耐磨耗元件。人造单晶金刚石目前最大尺寸可达8mm。

  天然单晶金刚石刀具:选用优质天然金刚石,采用特殊焊接工艺将天然金刚石单晶焊接在刀杆,经过特殊的几何角度设计和刃磨技术制成,根据客户要求加工成各种角度、弧度。

  天然金刚石约98%属于Ia型氮[N](~2500ppm)天然金刚石的形成大部份是在至少25亿年的岩石中产生,而且大约在140~200公里的地底下形成,在这个深度下的强大压力(每平方基叶150万磅)和极高温度(约2800℃)造成稀有的碳原子紧密的聚集在一起,而形成的晶体结构。经过火山爆发,强烈的能量猛烈推挤含有金刚石的古老岩石,然后迅速的被岩浆或熔解的石头带到地面。由于金刚石拥有高硬度、高耐磨耗与高热传导系数,因此很早就被应用在切削工具之上,近年来科技进步,对加工质量与被加工物误差的要求,钻石的特性更被广泛的应用在光学元件的加工。

  MCD材料一般常见的有两种颜色,一种接近透明,另外一种淡黄色,这两种颜色的单晶钻石材料生产工艺一样,只是残留在材料里面的氮元素不同。透明的颗粒,氮元素含量很低,更接近天然单晶金刚石,在实际应用当中,如果做成刀具,可以达到更高的光洁度,同时,刀具寿命也更好。所以,透明的MCD单晶钻石刀具价格也较高,产能也没有淡黄色的单晶钻石刀具大。

  天然单晶金刚石颜色为透明状,刀具价格比人造单晶刀具价格高,能达到更高的精度和光洁度。

  人造单晶钻石刀具,人工合成单晶的尺寸、形状和性能都具有良好的一致性,在精密应用中具有卓越的耐磨性和更长的工具寿命。可用作加工有色金属及非金属材料的切削刀具,主要用于加工非铁金属,如铝、铜、金等有色金属,亚克力等,因为刀具本身硬度特别高,所以能达到很高的光洁度,目前,因为刀具加工设备和新型加工工艺技术的改进,MCD单晶钻石刀具不仅能做成简单的单晶车刀、单晶倒角刀,还可以做出异型的单晶轮廓刀具。

  天然单晶金刚石刀具价格昂贵,一般用于某些有色金属的超精密切削加工或黄金首饰的生产中。主要用于光学领域,对精度和光洁度要求非常高,天然钻石比人造钻石硬度更高,耐磨性更好,能够获得更好的加工效果。


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