金剛石刀具有那幾種,分別有什么不同,哪里的金剛石刀具好一些?
金剛石刀具的類型
1、天然金剛石Natural Diamond(ND);
2、人造聚晶金剛石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD);
3、人造聚晶金剛石復合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC);化學氣相沉積涂層金剛石刀具Chemical各類金剛石刀具(4張)Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。
4、沉積厚度達100μm的無襯底純金剛石厚膜Thick Diamond Film(CD);
5、在刀具基體表面直接上沉積厚度小于30μm的金剛石薄膜涂層Coated Thin Diamond Film(CD)。
天然金剛石(ND)刀具
為天然金剛石拉蔓峰譜,具有以下特征:
(1)1332尖鋒處顯示存在金剛石。
(2)波型幅度(FWHM)為102.49999999999999px-1
顯示為純金剛石。ND是目前已知礦物中最硬的物質,主要用于制備刀具車刀。天然金剛石刀具精細研磨后刃口半徑可達0.01~0.002μm。其中天然單晶金剛石(Single Crystalline Diamond,SCD)刀具切削刃部位經高倍放大1500倍仍然觀察到刀刃光滑。SCD車削鋁制活塞時Ra可達到4μm,而在同樣切削條件下用PCD刀具加工時的表面粗糙時的Ra為15~50μm。故采用SCD刀具配合精密車床進行精密和超精密加工,可獲得鏡面表面。
聚晶金剛石(PCD)刀具
PCD是高溫超高壓條件下通過鈷等金屬結合劑將金剛石微粉聚集燒結合成的多晶體材料,又稱燒結金剛石。聚晶金剛石刀具整體燒結成銑刀,用于銑削加工,PCD晶粒呈無序排列狀態,屬各向同性,硬度均勻,石墨化溫度為550℃。刀具具有高硬度、高導熱性、低熱脹系數、高彈性模量和低摩擦系數。刀刃非常鋒利等特點。
人造聚晶金剛石復合片(PDC)刀具
為提高PCD刀片的韌性和可焊性,常將PCD與硬質合金刀體做成人造聚晶金剛石復合刀片(PDc)。即在硬質合金基底其表面壓制一層0.5~1mm厚的PCD燒結而成。復合刀片的抗彎強度與硬質合金基本一致,硬度接近PCD,故可以替代PCD使用。PCD及人造聚晶金剛石復合片(PDC)刀具的刃口鋒利性和加工的工件表面質量低于ND。同時其可加工性很差,磨削比小,難以根據刀頭的幾何形狀任意成形。目前利用人造聚晶金剛石復合片只能制備車刀,至今還不能制造帶斷屑槽的可轉位刀片和復雜三維曲面幾何形狀的銑刀。
CVD金剛石厚膜(TDF)焊接刀具
金剛石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金剛石厚膜一次焊接至基體(通常為K類硬質合金)上,形成復合片,然后拋光復合片,二次焊接至刀體上,刃磨成需要的形狀和刃口。CVD金剛石厚膜(金剛石膜厚度達30μm),具有硬度高、耐磨損、摩擦系數小等特點,是制造切削有色金屬和非金屬材料刀具的理想材料。由于金剛石焊接過程工藝復雜,CVD金剛石厚膜(TDF)焊接刀具尚未大批量應用。
金剛石涂層刀具
金剛石涂層刀具是用CVD法直接在硬質合金(K類硬質合金)或陶瓷等基體上沉積一層1~25μm金剛石薄膜,無解理面各向同性。薄膜涂層刀具硬度達9800~10000HV。熱導率高,室溫下導熱系數高達2000W·m-1·K-1,而硬質合金刀具導熱系數僅為80~100m-1·K-1。CVD方法金剛石可以涂層到任何復雜形狀的刀具上,這是聚晶金剛石無法擁有的最顯著的優勢。
立方氮化硼(PCBN)刀具
立方氮化硼(PCBN)是繼人工合成金剛石之后出現的第二種無機超硬材料,其硬度略次于金剛石,熱穩定性好,耐熱性可達到1400~1500度,比金剛石的耐熱性(700~800度)幾乎高一倍。立方氮化硼(PCBN)刀具主要適合加工各種黑色金屬及其合金材料;最適合于各種淬硬鋼(碳素工具鋼軸承鋼模具鋼高速鋼)珠光體灰口鑄鐵(釩鈦鑄鐵)冷硬鑄鐵高溫合金(鎳基合金鈷基合金)及表面噴涂堆焊的加工。具有使用壽命長,減少換刀次數,補償停機所花的時間,使數控機床和自動化生產線的高效能得到更充分的發揮,可以改變傳統的機械加工方式(即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂輪精加工的方法),從而能在一臺數控機床進行淬火前淬火后的車削加工(以車代磨),具有很好的經濟效益。
什么是人造金剛石刀具
人造金剛石主要用于制造超硬刀具材料,這種刀具超硬. 金剛石復合刀片牌號性能簡介;牌號FJ,硬度HV7000,抗彎強度GPa1.5,熱穩定性800度,適用加工范圍;耐磨非金屬,如玻璃鋼、粉末冶金毛壞、陶醉材料等,各耐磨有色金屬,有色金屬光加工
為什么金剛石刀具不適用于切削金屬
金剛石刀具適合加工有色金屬,主要是鋁合金,鋼和鑄鐵不行.因為金剛石是碳基的,在高溫時會和鋼或鑄鐵離得c分子產生擴散反應,而且切削時產生的熱量很大.金剛石不耐高溫,所以冷卻很重要.
金剛石成形刀是做什么用的?
人造聚晶金剛石復合片刀具,又稱為PCD,是20世紀60年代發展起來的一種超硬刀具.它具有僅次于天然金剛石的硬度和耐磨性、低的摩擦系數、高的導熱性、低的線膨脹系數和高的復合抗彎強度,而應用于高速切削各種有色金屬、非金屬. PCD刀具主要用于高效切削有色金屬和非金屬.如鋁和鋁合金、銅和銅合金、硬質合金、工程陶瓷、石墨、塑料、橡膠、層板、硅橡膠、巴氏合金、各種復合材料、玻璃鋼等.特別在汽車制造業、航天、航空、造船、發動機制造行業,可得到廣泛的應用.
金剛石是如何做成切削刀具的?
金剛石刀具在機械加工行業中已經廣泛應用,做成刀具主要由以下幾類:1、金剛石聚晶:通過高溫高壓合成的,做拉絲模等應用較多,另外做成磨片,研磨鉆石等首飾;2、PCD復合片焊接刀:通過高頻焊或者真空焊,做成機夾或者焊接式刀具,主要用于加工有色金屬和非金屬;3、PCD單晶刀具:通過特殊的焊接和修磨工藝做成的,部分行業要替代PCD焊接刀,主要用于精密行業的加工,但是價格比PCD焊接刀要貴很多,技術要求很高!
金剛石刀具一般都是用在那些工廠使用
天然金剛石刀具主要用于紫銅及銅合金和金、銀、銠等貴重有色金屬,以及特殊零件的超精密鏡面加工,如錄相機磁盤、光學平面鏡、多面鏡和二次曲面鏡等。
但其結晶各向異性,刀具價格昂貴。PCD的性能取決于金剛石晶粒及鈷的含量,刀具壽命為硬質合金(WC基體)刀具的10~500倍。主要用于車削加工各種有色金屬如鋁、銅、鎂及其合金、硬質合金和耐磨性極強的纖維增塑材料、金屬基復合材料、木材等非金屬材料。切削加工時切削速度、進給速度和切削深度加工條件取決于工件材料以及硬度。
人造聚晶金剛石復合片(PDC)性能和應用接近PCD刀具,主要用在有色金屬、硬質合金、陶瓷、非金屬材料(塑料、硬質橡膠、碳棒、木材、水泥制品等)、復合材料等切削加工,逐漸替代硬質合金刀具。
由于金剛石顆粒間有部分殘余粘結金屬和石墨,其中粘結金屬以聚結態或呈葉脈狀分布會減低刀具耐磨性和壽命。此外存在溶媒金屬殘留量,溶媒金屬與金剛石表面直接接觸。降低(PDC)的抗氧化能力和刀具耐熱溫度,故刀具切削性能不夠穩定。
金剛石厚膜刀具制備過程復雜,因金剛石與低熔點金屬及其合金之間具有很高的界面能。金剛石很難被一般的低熔點焊料合金所浸潤。可焊性極差,難以制作復雜幾何形狀刀具,故TDF焊接刀具不能應用在高速銑削中。
金剛石涂層刀具可以應用于高速加工,原因是除了金剛石涂層刀具具有優良的機械性能外,金剛石涂層工藝能夠制備任意復雜形狀銑刀,用于高速加工如鋁鈦合金航空材料和難加工非金屬材料如石墨電極等。
金剛石工具的介紹
金剛石工具是指用結合劑把金剛石(一般指人造金剛石)固結成一定形狀、結構、尺寸,并用于加工的工具產品.廣義地,金剛石研磨膏、滾壓鋸片、冷鑲金剛石拉絲模、冷鑲金剛石刀具、釬焊金剛石復合片刀具等,也都屬于金剛石工具.
金剛石刀具分為幾個等級,劃分原則是什么,有人知道沒?
金剛石根據粒度和各廠家的不同大致可分為3級: 粗粒度(20-50μm)耐磨性好,但是難制作高精度刀具; 中粒度(10-20μm); 細粒度(0.5-10μm)刃口鋒利性好,耐磨性差.
金剛石數控刀具都有哪些種類特點?
金剛石是目前已知礦物材料中硬度最高、熱傳導性最好的物質,與各種金屬、非金屬材料配對摩擦的磨損量僅為硬質合金的1/50~1/800,是制作切削刀具最理想的材料。然而,天然單晶金剛石僅用于制作首飾及某些有色金屬的超精密加工。刀具用人造大顆粒單晶金剛石盡管目前均已工業化生產,但還沒有進入大量應用階段。
金剛石刀具的切削刃非常鋒利(這對切下極小斷面的切屑是很重要的),刃部粗糙度很小,摩擦系數又低,切削時不易產生積屑瘤,加工表面質量高。加工有色金屬時,表面粗糙度可達到Ra0.012?m,加工精度可達到IT5級以上。
金剛石刀具有三種:天然單晶金剛石刀具、整體人造聚晶金剛石刀具、金剛石復合刀具。天然金剛石刀具由于成本較高等原因,在實際生產中應用較少。人造金剛石是通過合金觸媒的作用,在高溫高壓下由石墨轉化而成。金剛石復合刀片是在硬質合金基體上經過高溫、高壓等先進工藝燒結一層約0.5~1?m厚的金剛石,這種材料是以硬質合金做基體,其機械性能、熱傳導性和膨脹系數都近似于硬質合金,基體上的人造多晶金剛石磨料中的金剛石晶體呈不規則排列,其硬度和耐磨性在各個方向都是均勻的。
聚晶金剛石(簡稱PCD)是由經過篩選的人造金剛石微晶體在高溫高壓下燒結而成。在燒結過程中,由于添加劑的加入,使金剛石晶體間形成以TiC、SiC、Fe、Co和Ni等為主要成分的結合橋。金剛石晶體以共價鍵的結合形成牢固地嵌于結構橋構成的堅強骨架中,使PCD的強度和韌性都大大提高,其硬度約為9000HV,抗彎強度為O.21~0.48GPa,導熱系數為20.9J/cm·s?℃,熱膨脹系數為3.1×10-6/℃?,F在使用的聚晶金剛石刀具大多是PCD與硬質合金基體燒結形成的復合體,即在硬質合金基體上燒結上一層PCD。PCD的厚度一般為0.5mm和0.8mm,由于底層為硬質合金,焊接方便;又由于PCD結合橋的導電性,使得PCD便于切割加工成各種形狀,制成各種刀具,成本遠遠低于天然金剛石。
聚晶金剛石(PCD)可加工各種有色金屬和極耐磨的高性能非金屬材料,如鋁、銅、鎂及其合金,硬質合金,纖維增強塑料,金屬基復合材料,木材復合材料等。PCD刀具材料中金剛石晶粒平均尺寸不同,對性能產生的影響也不同,晶粒尺寸越大,其耐磨性越高。在相近的刃口加工量下,晶粒尺寸越小,則刃口質量越好。選用晶粒尺寸為10~25?m的PCD刀具,可以500~1500m/min的高速切削Si含量12~18%的硅鋁合金,晶粒尺寸8~9?m的PCD加工Si含量小于12%的鋁合金。超精密加工,則應選用晶粒尺寸小的PCD刀具。PCD的耐磨性在超過700℃時會減弱,因其結構中含有金屬Co,會促進“逆向反應”即由金剛石向石墨轉變。PCD有較好的斷裂韌性,可以進行斷續切削,可以以2500m/min的高速端銑Si含量10%的鋁合金。
可利用金剛石材料的高硬度、高耐磨性、高導熱性及低摩擦系數實現有色金屬及耐磨非金屬材料的高精度、高效率、高穩定性和高表面光潔度加工。在切削加工有色金屬時,PCD刀具的壽命是硬質合金刀具的幾十倍甚至幾百倍,是目前鋁活塞精密加工的理想刀具。例如:精車活塞環槽、精鏜活塞銷孔、精車活塞外圓、精車活塞頂面等工序。
金剛石鋸片及刀具制作原理:如何制造金剛石鋸片及刀具?
金剛石鋸片介紹 金剛石鋸片是一種切割工具,廣泛應用于石材,陶瓷等硬脆材料的加工.金剛石鋸片主要由兩部分組成;基體與刀頭.基體是粘結刀頭的主要支撐部分,而刀頭則是在使用過程中起切割的部分,刀頭會在使用中而不斷地消耗掉,而基體則不會,刀頭之所以能起切割的作用是因為其中含有金剛石,金剛石作為目前最硬的物質,它在刀頭中摩擦切割被加工對象.而金剛石顆粒則由金屬包裹在刀頭內部?! ∧壳霸诮饎偸漠a業化中還存在一些關鍵問題函待解決,如高速大面積的金剛石厚膜沉積工藝、控制金剛石膜的晶界密度和缺陷密度、金剛石膜的低溫生長,金剛石薄膜與基體結合力弱等。金剛石刀具優異的性能和廣泛的發展前途吸引國內外無數的專家進行研究,有些已經取得了突破性進展,相信不久的將來金剛石刀具將廣泛應用到現代加工中?! ≈圃旃に嚪诸悺 ?、燒結金剛石鋸片:分冷壓燒結和熱壓燒結兩種,壓制燒結而成?! ?、焊接金剛石鋸片:分高頻焊接和激光焊接兩種,高頻焊接通過高溫熔化介質將刀頭與基體焊接在一起,激光焊接通過高溫激光束將刀頭與基體接觸邊緣熔化形成冶金結合。 3、電鍍金剛石鋸片:是將刀頭粉末通過電鍍方法附著在基體上。 金剛石鋸片制造方法 隨著汽車、航空和航天技術的飛速發展,對材料性能及加工技術的要求日益提高。新型材料如碳纖維增強塑料、顆粒增強金屬基復合材料(PRMMC)及陶瓷材料得到廣泛應用。這些材料具有強度高、耐磨性好、熱膨脹系數小等特性,這決定了對它們進行機加工時刀具的壽命非常短。開發新型耐磨且穩定的超硬切削刀具是許多高校、科研院所和企業研究的課題。金剛石集力學、光學、熱學、聲學、光學等眾多優異性能于一身,具有極高的硬度,摩擦系數小,導熱性高,熱膨脹系數和化學惰性低,是制造刀具的理想材料。本文對近年來金剛石刀具制造方法的發展作一概述。 引的應用范圍 ?。?)難加工有色金屬材料的加工 加工銅、鋅、鋁等有色金屬及其合金時,材料易粘附刀具,加工困難。利用金剛石摩擦系數低、與有色金屬親和力小的特點,金剛石刀具可有效防止金屬與刀具發生粘結。此外,由于金剛石彈性模量大,切削時刃部變形小,對所切削的有色金屬擠壓變形小,可使切削過程在小變形下完成,從而可以提高加工表面質量?! 。?)難加工非金屬材料的加工 加工含有大量高硬度質點的難加工非金屬材料,如玻璃纖維增強塑料、填硅材料、硬質碳纖維/環氧樹脂復合材料時,材料的硬質點使刀具磨損嚴重,用硬質合金刀具難以加工,而金剛石刀具硬度高、耐磨性好,因此加工效率高?! 。?)超精密加工 隨著現代集成技術的問世,
機加工向高精度方向發展,對刀具性能提出了相當高的要求。由于金剛石摩擦系數小、熱膨脹系數低、導熱率高,能切下極薄的切屑,切屑容易流出,與其它物質的親和力小,不易產生積屑瘤,發熱量小,導熱率高,可以避免熱量對刀刃和工件的影響,因此刀刃不易鈍化,切削變形小,可以獲得較高質量的表面。