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金剛石刀具有哪些常識?

文章出處:行業(yè)資訊 責任編輯:東莞市國瑞切削工具有限公司 發(fā)表時(shí)間:2015-02-27
  

用戶(hù)在選擇和使用金剛石涂層刀具之前,必須了解有關(guān)金剛石涂層刀具的以下幾點(diǎn)常識:

涂層的區別

非晶金剛石(也稱(chēng)為類(lèi)金剛石碳——譯注)涂層是采用PVD工藝沉積的一種碳膜。它既具有一部分金剛石的SP3鍵,又具有一部分碳的SP2鍵;其成膜硬度很高,但又低于金剛石膜的硬度;其厚度也比我們通常沉積的金剛石膜要薄一些。加工石墨時(shí),非晶金剛石涂層刀具的壽命是未涂層硬質(zhì)合金刀具的2-3倍。與之相比,CVD金剛石則是采用CVD工藝沉積的純金剛石涂層,加工石墨時(shí)的刀具壽命是硬質(zhì)合金刀具的12-20倍,從而可減少換刀次數,提高加工的可靠性和精度一致性。

加工淬硬鋼

金剛石由碳原子構成。某些材料受熱時(shí),會(huì )從金剛石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。鐵就是此類(lèi)材料之一。用金剛石刀具加工鐵族材料時(shí),摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì )使金剛石中的碳原子擴散到鐵中,從而造成金剛石涂層因化學(xué)磨損而提前失效。

刀具的限制

重磨和(或)重涂層的金剛石涂層刀具質(zhì)量難以保證由于刀具表面生成的涂層為純金剛石,因此用金剛石磨輪對刀具進(jìn)行重磨需要耗費很長(cháng)時(shí)間。此外,為使金剛石生長(cháng)而采用的刀具。制備工藝會(huì )改變刀具表面的化學(xué)特性,由于涂層時(shí)要求對這種化學(xué)特性進(jìn)行非常精確的控制,因此刀具重新涂層的效果難以得到保證。

刀具的壽命

與任何其他刀具一樣,金剛石涂層刀具的壽命也各不相同,主要取決于被切削材料、選用的進(jìn)給率和切削速度,以及工件的幾何形狀等。一般來(lái)說(shuō),加工石墨的金剛石涂層刀具的壽命是未涂層硬質(zhì)合金刀具的10-20 倍,在某些情況下甚至可能更長(cháng)。這樣,就能用一把刀具完成幾乎任何加工任務(wù),無(wú)需因刀具磨損而換刀,避免了加工中斷和重新校準,從而有可能實(shí)現無(wú)人值守加工。在復合材料的加工中,也完全可能獲得較長(cháng)的刀具壽命。

據報道,在加工高密度玻璃纖維、碳纖維和Gl0-FR4等難加工復合材料時(shí),金剛石涂層刀具的壽命可高達未涂層硬質(zhì)合金刀具的70倍。

存在的問(wèn)題

金剛石涂層的剝落可以預防涂層剝落是金剛石涂層刀具的一個(gè)嚴重問(wèn)題,也是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題(尤其在加工碳纖維之類(lèi)材料時(shí)),會(huì )導致刀具壽命難以預測。上世紀90年代后期,界面化學(xué)特性被確定為是影響金剛石涂層粘附性能的重要因素。通過(guò)選擇兼容性好的硬質(zhì)合金化學(xué)特性、采用適當的預處理技術(shù)和合理的沉積反應條件,就有可能減輕或消除金剛石涂層的剝落,穩定地實(shí)現平穩的磨損模式。在顯微鏡下觀(guān)察正常磨損的金剛石涂層刀具,可以發(fā)現,金剛石被穩定磨損直至硬質(zhì)合金基體,而沒(méi)有發(fā)生崩刃或剝落。

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