寧波耐斯特超硬工具有限公司
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金剛石材料被譽為21世紀的材料,在這個超精密加工的時代。金剛石工具在有色金屬和耐磨材料的加工應(yīng)用中,有出色的適應(yīng)性。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(xué)氣相沉積(CVD)金剛石。
一、金剛石家族的新成員
化學(xué)氣相沉積(CVD)金剛石,是一種高抗磨性的純金剛石材料,不含粘接劑。金剛石沉積分為兩種形式:一種是厚膜金剛石,沉積成整體的、單獨的薄片,然后切割成所需尺寸;另一種是薄膜金剛石,沉積在硬質(zhì)合金刀片或回轉(zhuǎn)式刀具上。
迄今為止,CVD金剛石有前景的用途是加工石墨。但是,NortonDiamondFilm公司卻正在出售各種用途的CVD金剛石用于加工有色金屬、塑料和復(fù)合材料。Norton公司的應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理認為,CVD金剛石幾乎適用于全部有色金屬。在高硅鋁合金的斷續(xù)切削以及預(yù)燒結(jié)硬質(zhì)合金、黃銅、紫銅和碳纖維材料的加工中,正在取得良好的結(jié)果。Norton公司還相信:CVD金剛石在加工很寬范圍的鋁合金材料(包括6061及其他)時,能夠和PCD旗鼓相當(dāng)。
Norton公司應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理還認為,CVD金剛石和PCD相比,主要優(yōu)點在切削刃的品質(zhì)。雖然CVD也是聚晶,但它不含鈷粘結(jié)劑,是純金剛石,所以切削刃是連續(xù)的。這樣就能采用有較高的切削速度并獲得較好的表面粗糙度,因為刀具不易變熱。他還堅信,積屑瘤對CVD金剛石不構(gòu)成問題。
按Norton公司的資料,CVD金剛石的導(dǎo)熱性比PCD高50%。其原因是CVD刀片為整體金剛石,可以立即把熱量導(dǎo)出。而PCD刀片的熱傳導(dǎo)要穿過鈷-金剛石復(fù)合體,導(dǎo)熱性就差一些。
CVD金剛石還具有較低的摩擦系數(shù)。硬質(zhì)合金和PCD都會粘結(jié)工件材料,CVD金剛石則不粘。與此同時,低摩擦系數(shù)還使CVD金剛石刀具能承受較大的切削負荷,從而使切削更快速、更有效。
CVD金剛石在使用中呈現(xiàn)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。而PCD和硬質(zhì)合金在這方面就受到含有金屬成分粘結(jié)劑的影響。把CVD金剛石放進鹽酸里,什么都不會發(fā)生。但若把PCD金剛石放進去,酸會吃掉鈷結(jié)合劑。這就意味著CVD金剛石能經(jīng)受住某些材料在加工中生成酸的侵襲,例如酚醛樹脂、尿脘橡膠、降碳酸酯等。
雖然所有形態(tài)的金剛石(包括PCD)在高溫時都要和黑色金屬或超級合金中的一些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但是眾所周知,對多數(shù)材料而言金剛石仍具有化學(xué)惰性。PCD和硬質(zhì)合金因為含有鈷結(jié)合劑,切削溫度高時會發(fā)生化學(xué)穩(wěn)定性降低現(xiàn)象。CVD金剛石不含結(jié)合劑,就避開了這種現(xiàn)象。此外,CVD金剛石還有良好的潤滑性和導(dǎo)熱性,使它具備了在高速和干式切削中使用的關(guān)鍵優(yōu)勢。
CVD金剛石最后一項優(yōu)點是:即使在切削溫度很高時,仍保持高硬度和耐磨性。Norton公司的應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理Nagy指出:“因為沒有松軟的鈷包著金剛石,所以刀片硬度均勻一致?!?br />