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CVD金刚石刀具

admin 人造钻石 2020年12月23日

  微米,由多晶组成的膜状金刚石而成。因基体易于制成复杂形状,故适用于几何形状复杂的刀具。据报道,美国和日本等国家已相继推出了等产品,用于有色金属和非金属材料的高速精密加工,刀具寿命比未涂层的硬质合金刀具提高近十倍,有些甚至数十倍。

  TFD是沉积厚度可达1mm的无衬底金刚石厚膜,根据需要再将厚膜切割成一定的大小,然后焊在硬质合金刀片上使用。

  TFD有很好的综合性能,它没有天然金刚石各向异性的缺点,由于不用金属结合剂,杂质含量低,纯度接近100%,故硬度和热导率比PCD更高,摩擦因数更小,化学稳定性更好,可采用比PCD刀具更高的切削速度,韧性和强度则稍低于PCD。外国已有TFD的商品供应。TFD未来可取代昂贵的天然金刚石刀具或PCD金刚石刀具。

  电镀金刚石或电镀CBN是以金属镍和钴等作结合剂,利用电镀工艺把金刚石或CBN的细小颗粒包镶在一定尺寸和几何形状的刀具基体表面,再经适当修磨制成。此法制造工艺简单,只需要电镀设备即可。例如,郑州磨料磨具磨削研究所和山东蓬莱金刚石工具厂等生产的电镀金刚石或电镀CBN铰刀属于这类刀具。使用表明,用其可成功地加工尺寸精度和几何形状精度都小于2Mm、表面粗糙度达Ra0.2-0.1微米的孔。例如,广泛用于液压随动系统和燃油系统精密偶件的阀孔,目前生产上最终工序大多以这种铰刀加工。

  金刚石具有极高的硬度和耐磨性,其显微硬度可达10000HV,是刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小,与非铁金属无亲和力,切屑易流出,热导率高,切削时不易产生积屑瘤,加工表面质量好。能有效地加工非铁金属材料和非金属材料,如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材(尤其是实心木和胶合板等复合材料)。

  金刚石的缺点是韧性差,热稳定性低。700℃~800℃时容易碳化,故不适于加工钢铁材料。因为在高温下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构。此外,用它切削镍基合金时,同样也会迅速磨损。

  CBN的硬度仅次于金刚石(可达8000HV~9000HV),并且热稳定性高(达1250℃~1350℃),对铁族元素化学惰性大,抗粘结能力强,而且用金刚石砂轮即可磨削开刃,故适于加工各种淬硬钢、热喷涂材料、冷硬铸铁和35HRC以上的钴基和镍基等难切削材料。


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