PCD刀具前景如何
發(fā)布時(shí)間:2014-03-17 20:49:39 具有極高硬度和獨(dú)特機(jī)械性能的PCD復(fù)合片是由金剛石顆粒和催化劑的混合物在高溫高壓下燒結(jié)而成,在合成過程中產(chǎn)生了金剛石顆粒共生物,并在金剛石顆粒之間建立起連接“橋”,從而獲得具有催化劑島狀結(jié)構(gòu)、類似于整體金剛石的PCD材料。PCD材料的結(jié)構(gòu)與PCBN(聚晶立方氮化硼)材料不同。在PCBN材料中,CBN粒子之間并無實(shí)際粘結(jié)物;而PCD材料中則存在共生物,金剛石顆粒之間通過晶格“橋”相互連接。
PCD刀具牌號(hào)是以金剛石顆粒的粒度進(jìn)行分類。根據(jù)制造商的標(biāo)準(zhǔn),細(xì)顆粒、中等顆粒和粗顆粒PCD牌號(hào)所對(duì)應(yīng)的金剛石粒度大致分別為2μm、10μm和25μm。粗顆粒比細(xì)顆粒強(qiáng)度更高,耐磨性更好,在粗加工中具有更長的工作壽命,但粗顆粒刀具的切削刃難以達(dá)到細(xì)顆粒刀具表面的光滑程度。因此,細(xì)顆粒刀具可獲得更好的加工表面光潔度,但磨損速度較快。
為了滿足用戶對(duì)PCD刀具切削性能不斷提高的要求,在競爭激烈的PCD刀具市場占有更大份額,刀具制造商正不斷對(duì)刀具技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與提高。
美國DiamondAbrasive公司通過優(yōu)化PCD燒結(jié)工藝,促使金剛石顆粒之間生成的共生物增大,從而提高了粗顆粒刀具的耐磨性。該公司開發(fā)的CTH025牌號(hào)的耐磨性比同類型粗顆粒PCD牌號(hào)提高了25%~30%,該牌號(hào)被設(shè)計(jì)用于切削具有高耐磨性的鋁金屬基復(fù)合材料(MMC)。
DiamondAbrasive公司還推出了一種稱為“multimodal”的新型PCD牌號(hào),這種牌號(hào)原來是為對(duì)刀具韌性要求極高的采礦業(yè)開發(fā)的,其特點(diǎn)是每片刀片材料中都分布著各種不同粒度尺寸的金剛石顆粒,例如,multimodal牌號(hào)CTM302的材料中包含了粒度尺寸從2μm到30μm的金剛石顆粒。這種由大、小粒度混合構(gòu)成的刀具切削刃性能相當(dāng)于金剛石粒度為10μm的刀片性能,而刀具的壽命則超過了僅由單一粗顆粒金剛石制成的刀具。
幾年前,美國Sumitomo ElectricCarbide公司曾推出一種稱為DA2200的亞微細(xì)粒度(0.5μm)的PCD牌號(hào),該牌號(hào)的PCD刀具可加工出極高的工件表面光潔度,且具有幾乎可與硬質(zhì)合金媲美的高強(qiáng)度。為了應(yīng)對(duì)近來PCD刀具大幅降價(jià)的壓力,該公司又開發(fā)了價(jià)格較低的DA2200牌號(hào)刀具以替代價(jià)格較貴的原型刀具。由于采用了先進(jìn)的燒結(jié)工藝,從而可制備出PCD金剛石層厚度僅為標(biāo)準(zhǔn)厚度1/3的DA2200復(fù)合片,用這種復(fù)合片制造的刀具與金剛石層較厚的PCD刀具強(qiáng)度相同,但所消耗的金剛石材料以及刀坯磨削工序中的材料去除量顯著減少,從而降低了刀具的制造成本。
近來,采用PCD刀尖的多功能旋轉(zhuǎn)刀具的開發(fā)與應(yīng)用日漸增多。這種刀具可在一次走刀中完成鉆孔、擴(kuò)孔、倒角、精修等多道孔加工工序,用于汽車制造業(yè)可有效降低加工成本,如一把多功能PCD刀具在需要重磨前可加工多達(dá)幾千件汽車傳動(dòng)箱零件。
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