金刚石刀具的制造方法
目前金刚石的主要加工方法有以下四种:薄膜涂层刀具、厚膜金刚石焊接刀具、金刚石烧结体刀具和单晶金刚石刀具。
2.1 薄膜涂层刀具
薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法(cvd)沉积金刚石薄膜制成的刀具。
由于si3n4系陶瓷、wc-co系硬质合金以及金属w的热膨胀系与金刚石接近,制膜时产生的热应力小,因此可作为刀体的基体材料。wc-co系硬质合金中,粘结相co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度,金刚石锯片基体,在沉积前需进行预处理以消除co的影响(一般通过酸腐蚀去co)。
化学气相沉积法是采用一定的方法把含有c源的气体,在极低的气体压强下,使碳原子在一定区域沉积下来,碳原子在凝聚、沉积过程中形成金刚石相。目前用于沉积金刚石的cvd法主要包括:微波、热灯丝、直流电弧喷射法等。
金刚石薄膜的优点是可应用于各种几何形状复杂的刀具,如带有切屑的刀片、端铣刀、铰刀及钻头;可以用来切削许多非金属材料,切削时切削力小、变形小、工作平稳、磨损慢、工件不易变形,适用于工件材质好、公差小的精加工。主要缺点是金刚石薄膜与基体的粘接力较差,金刚石薄膜刀具不具有重磨性。
金刚石圆锯片的磨破损主要表现形式有以下几种:磨料磨损、局部破碎、大面积破碎、脱落、结合剂沿锯切速度方向的机械擦伤。
磨料磨损:金刚石颗粒与式件不断摩擦,棱边钝化成平面,失去切削性能,增大摩擦。锯切热会使金刚石颗粒表面出现石墨化薄层,硬度大大降低,加剧磨损。
局部破碎:金刚石颗粒表面承受交变的热应力,同时还承受交变的切削应力,就会出现疲劳裂纹而局部破碎,显露出锐利的新棱边,是较为理想的磨损形态。
大面积破碎:金刚石颗粒在切入切出时承受冲击载荷,比较突出的颗粒和晶粒过早消耗掉。
脱落:交变的切削力使金刚石颗粒在结合剂中不断的被晃动而产生松动。同时,锯切过程中的结合剂本身的磨损和锯切热使结合剂软化。这就使结合剂的把持力下降,当颗粒上的切削力大于把持力时,金刚石锯片,金刚石颗粒就会脱落。无论哪一种磨损都与金刚石颗粒所承受的载荷和温度密切相关。而这两者都取决于铖切工艺和冷却润滑条件。
由此可见锯片还是需要精挑细选的,不同的锯片发挥着不同的作用。
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