金剛石工具的使用領域 |
金(jin)剛石工具在有色金(jin)屬和(he)耐磨(mo)材料的加(jia)工應(ying)用中,有出色的適應(ying)性。
在工具(ju)材料(liao)中(zhong),金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)是(shi)*硬(ying)的(de)。在合適(shi)(shi)的(de)加工條件下,金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)比高速鋼、硬(ying)質合金(jin)(jin)、陶瓷以(yi)及聚晶(jing)立方氮化硼的(de)使用(yong)(yong)壽命都長。它也有不(bu)足之處,就是(shi):一般不(bu)適(shi)(shi)用(yong)(yong)于玄色金(jin)(jin)屬材料(liao)的(de)加工。但在高速大(da)批量生產中(zhong),加工諸如鋁和石(shi)(shi)墨等材料(liao),金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)往往是(shi)*有效的(de)工具(ju)。
在使用金(jin)剛(gang)石(shi)工(gong)具時,用戶可以有兩(liang)種選擇:一種是聚晶(jing)金(jin)剛(gang)石(shi)(PCD),另一種是較新的化學氣相沉積(CVD)金(jin)剛(gang)石(shi)。
使用性能(neng)早經證實
聚(ju)晶(jing)金(jin)剛(gang)石具(ju)有自然金(jin)剛(gang)石的(de)硬(ying)度、強(qiang)度和(he)抗(kang)磨性(xing),但沒有自然金(jin)剛(gang)石對破損(sun)的(de)敏(min)感性(xing)。它是在高溫、高壓下,由人(ren)造(zao)金(jin)剛(gang)石顆粒(li)聚(ju)合(he)而成。在工藝過程中,形成聚(ju)晶(jing)的(de)顆粒(li)同時被(bei)整體粘接到一(yi)塊硬(ying)質合(he)金(jin)基體上(shang),以進(jin)步機械強(qiang)度和(he)抗(kang)沖(chong)擊性(xing)能(neng)。
按(an)照GE公司超級磨料(liao)部的(de)說法,PCD很適用于(yu)鋁的(de)高(gao)速切削,特別適于(yu)須達(da)到良好表(biao)面粗(cu)糙主的(de)場(chang)合,它在加工高(gao)耐磨性(xing)(xing)材料(liao)時,也表(biao)現(xian)出優(you)異的(de)性(xing)(xing)能。通常,PCD推薦用于(yu)切削高(gao)硅鋁合金,也用于(yu)黃(huang)銅(tong)、紫銅(tong)、青銅(tong)以及碳化(hua)物的(de)加工。使用的(de)工序包括車、鏜(tang)、仿形、切槽、銑(xian)和孔加工等(deng)。
由于金剛石和(he)鐵之間化(hua)學作(zuo)用,一(yi)般來說PCD不(bu)適用于加(jia)(jia)工(gong)(gong)玄(xuan)色金屬(shu)材(cai)料(liao)。但(dan)是(shi)它能(neng)對付雙金屬(shu)材(cai)料(liao)的加(jia)(jia)工(gong)(gong),包括鋁和(he)鑄鐵的組合在(zai)內。例如:某汽(qi)(qi)車零件供給(gei)商在(zai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)鋁和(he)鑄鐵雙金屬(shu)汽(qi)(qi)缸(gang)體(ti)時(shi),使用直(zhi)徑305mm的刀(dao)夾式面銑刀(dao),刀(dao)尖圓弧(hu)2.36mm,帶修光刀(dao),切削速度304.8m/min,進給(gei)0.10mm/齒,切深5mm,加(jia)(jia)工(gong)(gong)達5000個汽(qi)(qi)缸(gang)體(ti)后,刀(dao)片才(cai)需轉位一(yi)次。
GE公司的(de)應(ying)用(yong)規劃經(jing)理以為(wei)(wei)PCD的(de)應(ying)用(yong),受(shou)到了大批量生產(chan)產(chan)業界,主要(yao)是(shi)汽車產(chan)業日益進步鋁件加(jia)工速(su)度的(de)推動(dong)。與此同(tong)時(shi),汽車制(zhi)造商為(wei)(wei)了減輕重量和降低用(yong)度,正在就采用(yong)金屬基體的(de)復合材料(liao)(liao)進行評估,而(er)這類(lei)材料(liao)(liao)都要(yao)用(yong)PCD來加(jia)工。他說:“這類(lei)材料(liao)(liao)不能用(yong)硬質(zhi)合金刀(dao)具(ju)加(jia)工。”
聚晶產品生(sheng)產經理稱(cheng),盡管PCD的發展成就已給人以十分深(shen)刻(ke)的印象(xiang),但GE公(gong)司超級磨(mo)料部仍持(chi)續(xu)不斷地工作,以求進一(yi)步改善其(qi)抗(kang)磨(mo)性。
PCD工具在應用范圍和生產效率方面,都為加工過程帶來諸多好處。盡管金剛石在現有材料中是*硬的,其材料特性和韌性等題目仍須進一步研究。改善PCD韌性的一個因素是,加金剛石工具粉使其進進隨(sui)機不(bu)定向排列的(de)金(jin)剛(gang)石晶粒(li)之(zhi)間。此(ci)外,硬(ying)質合金(jin)基體對(dui)金(jin)剛(gang)石磨料層也能起(qi)機械支承作用,從而增加了抗沖擊能力,并在工具(ju)制造中便于(yu)釬焊。
PCD的另一個好處(chu)是,現(xian)有(you)的各種牌號(hao)系列(lie)已能滿足任何(he)有(you)色金(jin)(jin)屬(shu)加(jia)工使(shi)用(yong)的需要。一般說來(lai),細顆粒(li)金(jin)(jin)剛石用(yong)于被(bei)加(jia)工材(cai)(cai)料的耐(nai)磨性較低而表面(mian)粗(cu)糙(cao)度要求(qiu)非常高的場合;中顆粒(li)金(jin)(jin)剛石一般作為機(ji)械加(jia)工的通用(yong)牌號(hao);粗(cu)顆粒(li)金(jin)(jin)剛石用(yong)于粗(cu)加(jia)工特別抗磨的材(cai)(cai)料,但(dan)表面(mian)粗(cu)糙(cao)度要求(qiu)不高之處(chu)。