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金剛石工具的使用領域

[ 發布時間 : 2007-1-30 9:09:25 ] 瀏覽次數:

金剛石工具在有色金屬和耐磨材料的加工應用中，有出色的適應性。   
     
　　在工具材料中，金剛石是最硬的。在合適的加工條件下，金剛石比高速鋼、硬質合金、陶瓷以及聚晶立方氮化硼的使用壽命都長。它也有不足之處，就是：一般不適用于黑色金屬材料的加工。但在高速大批量生產中，加工諸如鋁和石墨等材料，金剛石往往是最有效的工具。      
    
　　在使用金剛石工具時，用戶可以有兩種選擇：一種是聚晶金剛石（PCD），另一種是較新的化學氣相沉積（CVD）金剛石。      
    
　　使用性能早經證實      
    
　　聚晶金剛石具有天然金剛石的硬度、強度和抗磨性，但沒有天然金剛石對破損的敏感性。它是在高溫、高壓下，由人造金剛石顆粒聚合而成。在工藝過程中，形成聚晶的顆粒同時被整體粘接到一塊硬質合金基體上，以提高機械強度和抗沖擊性能。      
    
　　按照GE公司超級磨料部的說法，PCD很適用于鋁的高速切削，特別適于須達到良好表面粗糙主的場合，它在加工高耐磨性材料時，也表現出優異的性能。通常，PCD推薦用于切削高硅鋁合金，也用于黃銅、紫銅、青銅以及碳化物的加工。使用的工序包括車、鏜、仿形、切槽、銑和孔加工等。       
    
　　由于金剛石和鐵之間化學作用，一般來說PCD不適用于加工黑色金屬材料。但是它能對付雙金屬材料的加工，包括鋁和鑄鐵的組合在內。例如：某汽車零件供應商在加工鋁和鑄鐵雙金屬汽缸體時，使用直徑305mm的刀夾式面銑刀，刀尖圓弧2.36mm，帶修光刀，切削速度304.8m/min，進給0.10mm/齒，切深5mm，加工達5000個汽缸體后，刀片才需轉位一次。      
    
　　GE公司的應用規劃經理認為PCD的應用，受到了大批量生產工業界，主要是汽車工業日益提高鋁件加工速度的推動。與此同時，汽車制造商為了減輕重量和降低費用，正在就采用金屬基體的復合材料進行評估，而這類材料都要用PCD來加工。他說：“這類材料不能用硬質合金刀具加工。”      
    
　　聚晶產品生產經理稱，盡管PCD的發展成就已給人以十分深刻的印象，但GE公司超級磨料部仍持續不斷地工作，以求進一步改善其抗磨性。      
    
　　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最硬的，其材料特性和韌性等問題仍須進一步研究。改善PCD韌性的一個因素是，加鈷元素使其進入隨機不定向排列的金剛石晶粒之間。此外，硬質合金基體對金剛石磨料層也能起機械支承作用，從而增加了抗沖擊能力，并在工具制造中便于釬焊。     
    
　　PCD的另一個好處是，現有的各種牌號系列已能滿足任何有色金屬加工使用的需要。一般說來，細顆粒金剛石用于被加工材料的耐磨性較低而表面粗糙度要求非常高的場合；中顆粒金剛石一般作為機械加工的通用牌號；粗顆粒金剛石用于粗加工特別抗磨的材料，但表面粗糙度要求不高之處。

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