Разработка и характеристики поликристаллических алмазных резцов

1. Обзор

Сверхтвердые инструменты играют важную роль в автомобильной, аэрокосмической, энергетической, военной и механической областях. Сверхжесткие инструменты относятся к инструментам, изготовленным из сверхтвердых материалов, таких как алмаз и CBN и их композитные материалы. В настоящее время в основном используются инструменты PCD (поликристаллический алмаз) и PcBN (поликристаллический кубический нитрид бора). Поликристаллический Алмаз является поликристаллическим материалом, полученным путем спекания алмазного тонкого порошка с металлическим связующим веществом, таким как Кобальт при высокой температуре и высоком давлении. Хотя твердость немного ниже, чем у одиночного кристалла алмаза, его зерна расположены беспорядочно, изотропно и не имеют скошенной плоскости. Поликристаллические алмазные резцы имеют низкий коэффициент трения, отличную теплопроводность и низкий коэффициент расширения. Его твердость в 2-4 раза выше, чем у цементированного карбида, и срок службы инструмента более чем в 10 раз выше, чем у цементированного карбида. Более того, цена на сырье, используемое для поликристаллического алмаза, в десятки раз ниже, чем у природного алмаза. Поликристаллические алмазные композитные кристаллические резаки используют цементированный карбид в качестве основного материала, имеют свариваемость и хорошую совместимость с поликристаллическими алмазами и обладают хорошей прочностью и твердостью. Таким образом, поликристаллический алмаз имеет как твердость алмаза, так и твердость и свариваемость цементированного карбида.

2. История развития поликристаллических алмазных резцов

В качестве сверхтвердого материала для инструментов алмаз используется в обработке уже сотни лет. Во время разработки инструмента материал инструмента для ножа был от 1890 до 1950, и типичный материал, используемый, был высокоскоростной стали. Германия впервые разработала цементированные твердосплавные материалы в 1927 году, а затем цементированные твердосплавные материалы были широко использованы в области производства инструментов. С 1950 по 1959, с Швецией и США успешно синтезирует Синтетические алмазы, сверхтвердые материалы-алмазы начали постепенно заменять цементированные твердосплавные материалы в качестве основных ножевых инструментов. От 1970 до 1979, после успешного рождения поликристаллического алмаза составлен на основе высокого давления технологии синтеза, синтетические Поликристаллические алмазные стал эффективной заменой натурального алмаза. Проблемы материалов алмазных инструментов были эффективно решены, что делает использование алмазных инструментов из камня, электроники и автомобилей в аэрокосмической промышленности.

3. Поликристаллические алмазные резаки характеристики

Алмазные инструменты имеют преимущества высокой твердости, высокой прочности на сжатие, хорошей теплопроводности и хорошей износостойкости. Эти характеристики (преимущества) тесно связаны с кристальным состоянием алмазов. Причина, по которой алмаз чрезвычайно твердый, заключается в том, что в кристаллах алмаза четыре валентные электроны атомов углерода связаны в тетрагранной структуре, и каждый атом углерода образует ковалентную связь с четырьмя соседними атомами. Эта структура обладает сильной направленностью и адгезией. Поликристаллический алмаз спечен мелкозернистым бриллиантом и связующим с разной ориентацией. Из-за этого поликристаллический алмаз имеет характеристики полиизотропии. Хотя его стойкость к истиранию и твердость не так хороши, как один кристалл алмаза, более трудно взломать вдоль одиночной разделительной плоскости, чем один кристалл алмаза, И он также имеет твердость и стойкость к истиранию, которые уступают только одному кристаллу.

Твердость поверхности кристаллов поликристаллического алмаза больше или равна 1800 HV. Твердость цементированных карбидов поверхности Vickers намного меньше, чем у поликристаллического алмаза. Поликристаллические алмазные инструменты не зависят от сбора тепла и ожогов заготовки из-за медленного извлечения тепла в процессе производства, потому что их теплопроводность выше, чем Cu, и составляет до 700 Вт/mK. Сила резания Поликристаллические алмазные инструменты могут быть значительно снижены с учетом того, что коэффициент трения Поликристаллические алмазные резцы, как правило, только в том случае, 0,1 до 0,3, который составляет всего одну третью коэффициента трения цементированного карбида. Коэффициент теплового расширения поликристаллического алмаза составляет всего от 0,0000009 до 0,00000118, что составляет примерно одну пятую от карбида цементированного. Кроме того, Поликристаллические алмазные резцы не легко производить липкие ножи во время производства и использования, и чипы не легко приклеиваются к наконечнику для формирования чипов, потому что сродство между поликристаллическим бриллиантом и неметаллическими и цветными металлами чрезвычайно низкое.

Поликристаллические алмазные инструменты в основном используются в следующих двух аспектах:

(1) Он в основном используется для обработки цветных металлов. Если используются обычные инструменты, дефекты, такие как износ инструмента и низкая эффективность обработки, легко возникают. Поликристаллические алмазные инструменты могут показать отличную производительность обработки.
(2) для обработки неметаллических материалов,Поликристаллические алмазные фрезыПодходят для обработки неметаллических материалов, которые трудно обрабатывать, таких как камень, твердый углерод, CFRP и панели на деревянной основе.