超硬刀具材料

超硬刀具材料指金剛石與立方氮化硼。

金剛石是碳的同素異形體,是目前最硬的物質(zhì),顯微硬度達10000V金剛石刀具有三類

(1)天然單晶體金剛石刀具。主要用于非鐵材料及非金屬的精密加工。單晶體金剛石結(jié)晶界面有一定的方向,不同的晶面上硬度與耐磨性有較大的差異,刃磨時需選定某一平面,否則會影響刃磨與使用質(zhì)量

(2)人造聚晶金剛石。人造金剛石是通過合金觸媒的作用,在高溫高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而成的。我國在20世紀60年代就成功地獲得第一顆人造金剛石。人造聚晶金剛石是將人造金剛石微晶在高溫高壓下再燒結(jié)而成的,可制成所需形狀尺寸,鑲嵌在刀桿上使用。由于抗沖擊強度提高,可選用較大切削用量。聚晶金剛石結(jié)晶界面無固定方向,可自由刃磨。

(3)金剛石燒結(jié)體。它是在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)一層約0.5mm厚的聚晶金剛石。金剛石燒結(jié)體強度較好,允許切削斷面較大,也能間斷切削,可多次重磨使用。金剛石刀具的主要優(yōu)點是:(1)有極高的硬度與耐磨性。

(2)有很好的導熱性,較低的線膨脹系數(shù)。因此,切削加工時不會產(chǎn)生很大的熱變形,有利于精密加工。

(3)刃面粗糙度較小,刃口非常鋒利。因此,能勝任薄層切削,用于超精密加工聚晶金剛石主要用于制造刃磨硬質(zhì)合金刀具的磨輪、切割大理石等石材制品用的鋸片與磨輪。在炭石墨制品加工中,常用于C/C復合材料、焙燒石墨制品的切削加工。金剛石刀具主要用于非鐵材料(如鋁硅合金)的精加工、超精加工;高硬度的非金屬材料(如壓縮木材、陶瓷、剛玉、玻璃等)的精加工;以及難加工的復合材料的加工。金剛石耐熱溫度只有700~800℃,其工作溫度不能過高。又易與碳親和,故不宜加工含碳的黑色金屬。

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