CVD金剛石刀具與PCD刀具的制造方式
CVD金剛石由于其聚晶結(jié)構(gòu)，可制造出超過實(shí)際天然金剛石的斷裂韌性(抗斷裂性)。這個(gè)特點(diǎn)在斷續(xù)切削和砂輪修整等進(jìn)攻性機(jī)械加工中證明是很有益的。一般情況下，CVD金剛石的機(jī)械牢固性類似于先進(jìn)陶瓷的牢固性。
精心設(shè)計(jì)制造CVD金剛石獨(dú)立薄片的斷裂韌性、強(qiáng)度和其它關(guān)鍵性質(zhì)，能改善用于CNC旋轉(zhuǎn)砂輪修整、高速或近似干加工鋁和金屬基合成材料的高性能刀具。
CVD金剛石刀具與PCD刀具的制造方式類似，金剛石刀片被釬焊在鎢硬質(zhì)合金或高速鋼刀體的帶有切口的角上，再用金剛石砂輪精磨刀具。厚膜金剛 石刀片堅(jiān)固的釬焊技術(shù)是20世紀(jì)90年代開發(fā)的，這個(gè)技術(shù)解決了對(duì)金屬切削加工薄膜、金剛石鍍層硬質(zhì)合金刀片的粘結(jié)和刀體選擇的難題。而用于切削加工的金 剛石鍍層硬質(zhì)合金刀片的粘結(jié)與刀體選擇一直被廣泛認(rèn)為是對(duì)切削加工有負(fù)面的影響。大多數(shù)獨(dú)立的用于切削刀具的厚膜CVD金剛石材料大約厚0.5mm。相對(duì) 光滑、細(xì)顆粒(約1µm)晶核表面一般被拋光，用作切削刀具的前傾面;側(cè)面的粗顆粒表面(>50µm)被真空釬焊在鎢硬質(zhì)合金刀體或高速鋼刀體上。
雖然CVD工藝的嚴(yán)格控制是關(guān)鍵，但是最終決定刀刃質(zhì)量和刀具牢固性的還是刀具制造。大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的制造商對(duì)于PCD工業(yè)常常使用磨削砂輪，而為了適應(yīng)CVD金剛石材料提高的硬度，他們又延長(zhǎng)了磨削時(shí)間。
J&M金剛石刀具公司用PCD配方的砂輪磨削CVD金剛石，對(duì)比于PCD刀具，磨削一把CVD金剛石刀具刀刃要多用10%~20%的時(shí) 間。然而延長(zhǎng)刀刃磨削時(shí)間，可使得刀具制造商獲得優(yōu)于PCD刀具刀刃的表面粗糙度。由于CVD金剛石比PCD更耐磨，所以簡(jiǎn)單地加大磨削砂輪的進(jìn)給量會(huì)產(chǎn) 生一個(gè)過度的磨削力而損壞CVD金剛石刀具切削刃。
厚膜CVD金剛石可用精磨側(cè)面生產(chǎn)一個(gè)釬焊、鏡面表面粗糙度(Ra<0.05µm)的切削刀片。對(duì)比于薄膜CVD金剛石鍍層，厚膜刀片的這個(gè)獨(dú)特的性能使工件也能產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)良的表面粗糙度。厚膜CVD金剛石在刀具選擇中還提供了替換單晶金剛石刀具的機(jī)會(huì)。
獨(dú)立的CVD金剛石材料的牢固性和耐磨性使其成為高硅鋁銑削等廣泛的機(jī)械加工應(yīng)用的優(yōu)良選擇。CVD金剛石加工鋁合金時(shí)的刀具壽命常常是商用 PCD刀具壽命的1.55倍。具體實(shí)際的改進(jìn)決定于鋁合金、切削刀具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。CVD金剛石刀具常常用于車削活塞,進(jìn)行鋁輪精車和其它高硅鋁材料 和金屬基合成材料的一般機(jī)械加工所需要的斷續(xù)切削。雖然高硅鋁總是CVD金剛石集中研究的對(duì)象,然而金剛石刀片刀具在低硅鋁材料機(jī)械加工中也越來越普遍。 高生產(chǎn)率加工或精確的精加工等都要求使用金剛石刀具。一個(gè)汽車制造公司對(duì)一個(gè)鋁制零件進(jìn)行了精加工操作,CVD金剛石刀片刀具不僅比PCD耐用30%,而 且在刀具的整個(gè)壽命中,能連續(xù)加工出所要求的表面粗糙度。
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