刀具材料PCD
什么是PCD刀具

聚晶金刚石刀具聚晶金刚石刀具1.聚晶金刚石(PCD)刀具概述1.1 PCD刀具的发展金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。
在刀具发展历程中,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。
二十世纪七十年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
1.2 PCD刀具的性能特点金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。
金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。
在金刚石晶体中,碳原子的四个价电子按四面体结构成键,每个碳原子与四个相邻原子形成共价键,进而组成金刚石结构,该结构的结合力和方向性很强,从而使金刚石具有极高硬度。
由于聚晶金刚石(PCD)的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体,虽然加入了结合剂,其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。
但由于PCD烧结体表现为各向同性,因此不易沿单一解理面裂开。
PCD刀具材料的主要性能指标:①PCD的硬度可达8000HV,为硬质合金的80~120倍;②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5~9倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速;③PCD的摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1),因此PCD刀具可显著减小切削力;④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10-6~1.18×10-6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀具热变形小,加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
1.3 PCD刀具的应用工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早,其应用已比较成熟。
PCD刀具介绍

PCD铣刀:聚晶金刚石(PCD)刀具是通过把PCD复合片焊接到硬质合金或者钢的刀体上制成的刀具。
由于PCD复合片将单晶金刚石的高硬度、耐磨性、低摩擦系数和强度与碳化钨硬质合金的高抗弯强度进行了结合,复合片的碳化钨硬质合金层为金刚石层提供了机械支持,增加了它的抗弯强度,同时硬质合金层易于焊接,使制作成品刀具变得容易。
与其它刀具材料相比,聚晶金刚石具有如下特点:① 极高的硬度和耐磨性;② 高导热性和低热膨胀系数,切削时散热快,切削温度低,热变形小;③ 摩擦系数小,可降低加工表面粗糙度。
采用PCD刀具加工铝合金时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲和力小,且刀具前刀面都抛光成镜面,不易产生积屑瘤,加工尺寸稳定性以及表面质量都很好。
采用PCD刀具加工各种规格铝合金零件,刀具寿命可达几千到几万件,尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。
PCD刀具还广泛用于其它有色金属和非金属材料的高速加工,被广泛应用于汽车、航空航天、电子和木材加工等领域。
PCD刀片:PCD刀片是指具有整体PCD切削刃的硬质合金基体刀片。
PCD复合片切削刃被直接焊在硬质合金基体上,因此消除了金刚石和硬质合金之间的缝隙,可避免切屑堵塞。
为在精加工非铁金属尤其是铝材料时有效控制切屑,国外开发出一种带有断屑器的PCD刀片。
PCD刀片的特点在于金刚石具有硬度高、抗压强度高、导热性以及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。
PCD刀片主要应用于以下两个方面:①难加工,有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工有色金属材料时,往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷,而PCD刀片则可表现出良好的加工性能,用PCD刀片可有效的加工过共晶硅铝合金。
②难加工非金属材料的加工,PCD刀片非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料、人造板材等难加工非金属材料的加工。
PCD刀片材料的主要性能指标:①PCD的硬度大于8000HV,为硬质合金的80-120倍;②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5-9倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀片热量传递迅速;③PCD的摩擦系数一般仅为0.1-0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4-1),因此PCD刀片可显著减小切削力;④PCD的热膨胀系数仅为0.9*10-6-1.18*10-6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀片热变形小,加工精度高;⑤PCD刀片与有色金属和非金属材料的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
什么是PCD

人民币什么是PCD刀片?2009-11-26 11:06:24| 分类:资料|举报|字号订阅PCD定义,PCD英文Polycrystalline diamond简称,文直译过来聚晶金刚石意思.它与单晶金刚石相对应.。
聚晶金刚石(PCD)刀具发展1.概述1.1 PCD刀具发展金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。
刀具发展历程,从十九世纪末到二十世纪期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料为代表时期。
二十世纪七十年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵问题,使金刚石刀具应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
1.2 PCD刀具性能特点金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可高速切削获得很高加工精度加工效率。
金刚石刀具上述特性由金刚石晶体状态决定。
金刚石晶体,碳原子四个价电子按四面体结构成键,每个碳原子与四个相邻原子形成共价键,进而组成金刚石结构,该结构结合力方向性很强,从而使金刚石具有极高硬度。
由于聚晶金刚石(PCD)结构取向不一细晶粒金刚石烧结体,虽然加入了结合剂,其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。
但由于PCD烧结体表现为各向同性,因此不易沿单一解理面裂开。
PCD刀具材料主要性能指标:①PCD硬度可达8000HV,为硬质合金80~120倍;②PCD导热系数为700W/mK,为硬质合金1.5~9倍,甚至高于PCBN 铜,因此PCD刀具热量传递迅速;③PCD摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金摩擦系数为0.4~1),因此PCD刀具可显著减小切削力;④PCD热膨胀系数仅为0.9×10 -6~1.18×10 -6,仅相当于硬质合金1/5,因此PCD刀具热变形小,加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属非金属材料间亲力很小,加工过程切屑不易粘结刀尖上形成积屑瘤。
如何正确合理使用PCD和PCBN

如何正确合理使用PCD和PCBNPCD(聚晶金刚石)和PCBN(立方氮化硼)是现代切削工具中非常重要的两种超硬材料。
它们在加工高硬度材料、高温合金和难加工材料方面具有重要的应用价值。
正确和合理利用PCD和PCBN材料,可以显著提高加工效率、降低成本和改善加工表面质量。
本文从选择合适的材料、优化工艺参数和正确维护刀具等方面介绍如何正确合理使用PCD和PCBN。
一、选择合适的材料正确选择PCD和PCBN材料是使用的关键。
在选择时需要考虑工件材料、切削条件、切削耐力和加工表面质量要求等因素。
1.工件材料PCD材料适合用于加工铝合金、铜合金、铸铁等非铁系金属材料,而PCBN材料主要应用于加工高硬度材料、高温合金和铸铁等铁系材料。
2.切削条件根据切削条件选择合适的PCD和PCBN材料。
例如,在高速切削(速度大于500 m/min)和干切削条件下,PCD材料能够更好地发挥其优势。
而在低速切削和液冷切削条件下,PCBN材料更为适用。
3.切削耐力根据工件材料的硬度和切削耐力要求选择合适的PCD和PCBN材料。
一般来说,若要加工硬度较低的材料,选择PCD材料;若要加工硬度较高的材料,选择PCBN材料。
4.加工表面质量要求根据加工表面质量要求选择合适的PCD和PCBN材料。
例如,若要求加工表面精度高、光洁度好,选择PCD材料。
若要求加工表面耐磨性好、使用寿命长,选择PCBN材料。
二、优化工艺参数正确调整工艺参数可以提高切削效率、延长刀具寿命和改善加工表面质量。
1.切削速度根据材料的硬度选择合适的切削速度。
一般来说,PCD和PCBN材料的切削速度较高。
但需要注意切削速度过高会导致刀具受热过度,影响刀具寿命。
2.进给量根据材料的硬度选择合适的进给量。
一般来说,对于硬度较低的材料,可以适当增大进给量,提高切削效率。
对于硬度较高的材料,应适当降低进给量,保证加工质量。
3.切削深度根据材料的硬度选择合适的切削深度。
一般来说,对于硬度较低的材料,可以适当增大切削深度,提高切削效率。
PCD是什么?

苏州固瑞合金制品有限公司
PCD是什么?
对于很多人都听过PCD刀具,并且常用于切割工具。
那么作为PCD刀具的材质,PCD 又是什么呢?接下来就由小编讲讲从苏州PCD刀具厂家了解到的吧。
首先PCD是在高温(约1800℃)、高压(5~6MPa)下,利用钴等金属结合剂将许多金刚石单晶粉聚晶成多晶体材料,其硬度虽稍低于单晶金刚石,但它是随机取向的金刚石晶粒的聚合,属各向同性,用作切削刀具时可以任意取向刃磨,无需像天然金刚石那样必须选用最佳的解理面作为前刀面。
在切削时,切削刃对意外损坏很不敏感,抗磨损能力也较强,可长时间保持锋利的切削刃,加工时可采用很高的切削速度和较大的背吃刀量(吃深),使用寿命一般高于WC基硬质合金刀具10~500倍,而且由於PCD中金属结合剂具有导电性,使得PCD便于切割成形,且原料来源丰富,其PCD只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一,已成为传统WC基硬质合金刀具的高性能替代品。
为提高PCD刀片的韧性和可焊性,以硬质合金为基底,在其表面烧结或压制一层0.5~1mm 厚的PCD而组成金刚石复合刀片(PCD/CC)。
PCD/CC可用焊或机夹方式制作刀具。
由于其可焊性好,重磨容易,成本低,故应用广泛。
苏州固瑞合金制品有限公司。
pcd是什么材料

pcd是什么材料PCD是多晶金刚石(Polycrystalline Diamond)的缩写,是一种由金刚石微粉和金属结合剂通过高温高压烧结而成的超硬材料。
PCD具有极高的硬度、耐磨性和热导性,因而被广泛应用于刀具、磨具、车削刀具、铣刀、钻头等领域。
PCD材料是由金刚石微粉和金属结合剂混合而成的,经过高温高压烧结而成的一种超硬材料。
金刚石微粉作为主要成分,赋予了PCD极高的硬度和耐磨性,而金属结合剂则起到了固化和连接金刚石微粉的作用。
PCD的硬度仅次于天然金刚石,但相对于单晶金刚石而言,PCD更具有韧性和耐磨性,因此在实际应用中更加耐用和稳定。
PCD材料的硬度主要来源于其中的金刚石微粉,金刚石是自然界中最坚硬的物质之一,其摩氏硬度高达10级,是其他材料无法比拟的。
而PCD材料中的金刚石微粉经过高温高压烧结后,其硬度更是得到了进一步的提升,使得PCD具有了出色的耐磨性和切削性能。
因此,PCD被广泛应用于刀具、磨具等领域,用于加工各类硬质材料。
除了硬度和耐磨性之外,PCD材料还具有优异的热导性能。
金刚石是一种优良的热导体,因此PCD材料具有良好的散热性能,可以有效减少加工过程中的热量积聚,提高刀具的使用寿命和加工质量。
这使得PCD材料在高速切削和高效加工领域有着广泛的应用前景。
在实际应用中,PCD材料已经成为了现代制造业中不可或缺的材料之一。
其在航空航天、汽车制造、机械加工等领域都有着重要的应用价值。
例如,PCD刀具可以用于加工铝合金、铜合金、纤维增强复合材料等难加工材料,具有较高的切削效率和表面质量。
此外,PCD磨具也被广泛应用于精密磨削、超精密加工等领域,为工件加工提供了高效、精确的加工解决方案。
总的来说,PCD是一种具有极高硬度、耐磨性和热导性的超硬材料,其在现代制造业中有着广泛的应用前景。
随着制造技术的不断进步和创新,PCD材料在未来将会有更加广阔的发展空间,为工业制造领域带来更多的创新和突破。
pcd加工铝合金参数

pcd加工铝合金参数
PCD(聚晶金刚石)是一种高性能切削工具材料,常用于加工硬
质材料,包括铝合金。
在PCD加工铝合金时,需要考虑一些参数,以确保高效、精确的加工过程。
1. 切削速度
切削速度是指刀具切削材料的速度,通常用米/分钟(m/min)表示。
对于铝合金,建议切削速度为200-400 m/min。
当切削速度过高时,可能会导致切削工具损坏或铝合金表面产生热裂纹,而过低的切削速度则会导致加工效率低下。
2. 进给速度
进给速度是指刀具在切削中移动的速度,通常用毫米/转(mm/rev)表示。
对于铝合金,建议进给速度为0.05-0.15 mm/rev。
进给速度
过高可能导致刀具寿命缩短,而进给速度过低则会导致加工效率低下。
3. 切削深度
切削深度是指刀具在每个工作循环中切削材料的深度,通常用毫米(mm)表示。
对于铝合金,建议切削深度为1-3 mm。
切削深度过
大可能导致切削力和热量增加,从而影响刀具寿命和加工质量。
4. 刀具半径
刀具半径是指刀具切削部分的半径大小,通常用毫米(mm)表示。
对于铝合金,建议使用较小的刀具半径,以便更好地控制切削质量和表面光洁度。
5. 刀具材料
PCD刀具是PCD加工铝合金的最佳选择,因为它具有高硬度、高热稳定性和良好的耐磨性。
此外,还可以选择具有涂层的PCD刀具,以提高刀具寿命和加工效率。
总之,PCD加工铝合金需要仔细考虑各个参数,以确保高效、高质量的加工过程。
刀具材料PCD

XX大学2014~2015 学年秋季学期研究生课程考试课程名称:课程编号:论文题目:刀具材料PCD概述研究生姓名:学号:论文评语:成绩:任课教师:评阅日期:刀具材料PCD概述摘要:好的刀具材料是制造出好的刀具的前提,更是加工出好的产品的关键。
随着制造业的快速发展,金刚石刀具的生产和应用正在逐年增加。
天然金刚石价格昂贵,金刚石广泛应用于切削加工的还是PCD。
本文针对刀具材料PCD做了比较系统的论述,主要包括PCD材料的介绍,PCD复合片及刀具的制造技术,PCD 复合片的主要优缺点以及PCD刀具材料的应用。
关键词:PCD;材料;刀具The overview about cutting tool materials of PCDAbstract:Good tool material is a prerequisite to create a good tool, it is also a key processing of making a good product .With the sharp development of making industry, production and application of diamond tools is increasing year by year.Natural diamonds are expensive,PCD is widely used in cutting .This paper makes a systematic introduction of tool material PCD,including the introduction of PCD materials ,the manufacturing techniques of PCD composite sheet and tool, the main advantages and disadvantages of PCD composite sheet materials and the application of PCD tools.Key words:PCD;Materials ; Tool1引言随着人类生活、生产水平的提高,高速钢刀具已不能满足高加工效率和高加工质量的新要求。
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XX大学2014~2015 学年秋季学期研究生课程考试课程名称:课程编号:论文题目:刀具材料PCD概述研究生:学号:论文评语:成绩:任课教师:评阅日期:刀具材料PCD概述摘要:好的刀具材料是制造出好的刀具的前提,更是加工出好的产品的关键。
随着制造业的快速发展,金刚石刀具的生产和应用正在逐年增加。
天然金刚石价格昂贵,金刚石广泛应用于切削加工的还是PCD。
本文针对刀具材料PCD做了比较系统的论述,主要包括PCD材料的介绍,PCD复合片及刀具的制造技术,PCD 复合片的主要优缺点以及PCD刀具材料的应用。
关键词:PCD;材料;刀具The overview about cutting tool materials of PCDAbstract:Good tool material is a prerequisite to create a good tool, it is also a key processing of making a good product .With the sharp development of making industry, production and application of diamond tools is increasing year by year.Natural diamonds are expensive,PCD is widely used in cutting .This paper makes a systematic introduction of tool material PCD,including the introduction of PCD materials ,the manufacturing techniques of PCD composite sheet and tool, the main advantages and disadvantages of PCD composite sheet materials and the application of PCD tools.Key words:PCD;Materials ; Tool1引言随着人类生活、生产水平的提高,高速钢刀具已不能满足高加工效率和高加工质量的新要求。
随着制造业的快速发展,金刚石刀具的生产和应用正在逐年增加。
人们已经开始寻求性能更高的新型刀具材料[1]。
天然金刚石价格昂贵,金刚石广泛应用于切削加工的还是PCD,自20世纪70年代初,采用高温高压合成技术制备的PCD复合片研制成功以后,在很多场合下天然金刚石已经被人造PCD所代替。
PCD原料来源丰富,其制造技术已经成熟,而且其价格低廉,只有天然金刚石的几十分之一。
如此使金刚石刀具的应用围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
2刀具材料PCD的介绍PCD又称人造聚晶金刚石。
PCD复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与钴,镍等金属粉末混合均匀后,在高温高压下,在碳化钨基材上烧结而成的一种新型刀坯材料[2]。
PCD复合片不仅具有金刚石高硬度,高耐磨性,高导热性,低摩擦因数,低热膨胀系数等优越性能,同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。
因此,可切割成所需刀头,将刀头焊接在硬质合金基体上,经过刃磨从而制成切削性能良好的PCD刀具。
随着机械制造行业的发展,对被加工工件的质量要求越来越高,许多刀具材料已无法达到所需标准,而原料来源丰富,价格低廉,切削性能优良的PCD材料所制成的刀具却能够满足机械加工的需要,因此PCD材料被越来越广泛的用于机械制造及加工的过程中。
但PCD刀具无法刃磨出极其锋利的刃口,很难达到超精密镜面切削,现在工业中还不能方便的制造带有断屑槽的PCD刀片[3]。
3 PCD刀具材料的性能指标一般刀具材料所应具备的性能主要有:(1)高硬度和高耐磨性;刀具硬度应高于工件材料的硬度,常温硬度一般在60HRC以上。
耐磨性是指材料抵抗磨损的能力,它与材料硬度、强度和组织结构有关。
材料硬度越高,耐磨性越好;组织中碳化物和氮化物等硬质点的硬度越高,颗粒越小,数量越多且分布越均匀,则耐磨性越高。
例如:碳素钢的硬度在62HRC;高速钢的硬度在63-70HRC;硬质合金的硬度为89-93HRA[4]。
(2)足够的强度与冲击韧性;切削时刀具要承受较大的切削力、冲击和振动,为避免崩刀和折断,刀具材料应具有足够的强度和韧性。
刀具材料的抗弯强度大小顺序为:高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石和瓷。
(3)足够的高耐热性热硬性和较好的传热性;耐热性是指刀具材料在高温下保持足够的硬度、耐磨性、强度和韧性、抗氧化性、抗粘结性和抗扩散性的能力(亦称为热稳定性)。
材料在高温下仍保持高硬度的能力称为热硬性(亦称高温硬度、红硬性),它是刀具材料保持切削能力的必备条件。
刀具材料的高温硬度越高,耐热性越好,允许的切削速度越高。
刀具材料的热导率大,有利于将切削区的热量传出,降低切削温度[5]。
(4)良好的工艺性和经济性。
为了便于刀具加工制造,刀具材料要有良好的工艺性能,如热轧、锻造、焊接、热处理和机械加工等工艺性能。
PCD刀具材料不仅具有这些基本性能,而且具有其它一些优良性能。
3.1 PCD刀具材料的优点:(1)PCD的硬度可达800HV,为硬质合金的八十至一百二十倍,而且PCD的耐磨性更好。
如下图1为PCD与硬质合金刀具的耐磨性比较。
图1硬质合金与PCD刀具耐磨性比较(2)PCD的导热系数为700W/MK,为硬质合金的1.5~9倍,甚至高于PCBN和铜。
因此PCD刀具热量传递迅速,良好的传热性在很大程度上能够延长刀具寿命。
(3)PCD的摩擦系数一般仅为0.1至0.3,而硬质合金的摩擦系数为0.4~1。
因此PCD 刀具可显著减小切削力,从而延长了刀具寿命。
(4)PCD的热膨胀系数小,因此PCD刀具热变形小,加工精度高。
刀具热变形越大,加工出的工件表面质量就越差,要想加工出良好加工表面质量的工件就必须严格控制刀具的热变形。
(5)PCD刀具与有色金属和非金属材料的亲和力小,在加工过程中刀尖不易形成积屑瘤。
刀具与被加工材料的亲和力小,那么在加工过程中被加工材料就不容易粘接在刀具表面,也就不容易形成积屑瘤。
下图2为切削工程中形成的积屑瘤,在很大程度上降低了工件的表面质量。
图2积屑瘤(6)金刚石刀具的弹性模量大,断裂强度高(比氧化铝高三倍),切削刃钝圆半径值可以磨得很小,不易断裂,能长期保持切削刃的锋利程度[6-8]。
3.2 PCD刀具材料的缺点:(1)PCD刀具材料的材质比较脆,在切削的工程中很可能因为受到冲击或者受力不均而崩刃。
(2)PCD刀具材料制成的刀具只可完成较小尺寸变化加工。
大的尺寸变化容易使刀片受力不均而损坏刀片。
(3)PCD刀片比较难加工。
PCD刀片的加工主要包括PCD复合片的切割工艺,PCD刀片的焊接工艺,PCD刀片的刃磨工艺。
这些工艺完成的好坏会直接影响刀片的质量,而在加工过程中对加工条件,加工工艺的要求很高。
(4)PCD及人造聚晶金刚石刀具的刃口锋利性和加工的工件表面质量低于ND,同时其可加工性很差,磨削比小,难以根据刀头的几何形状任意成形。
因此目前利用人造聚晶金刚石复合片只能制造车刀,至今还不能制造带断屑槽的可转位刀片和复杂三维曲面几何形状的铣刀。
另外,由于金刚石是由碳原子组成的,它与铁元素的亲和力大,故不能用金刚石刀具切削钢铁材料[9]。
4 PCD刀具的制造技术4.1 PCD复合片的制造PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂(其中含钴、镍等金属)按一定比例在高温(1000~2000℃)、高压(5~10万个大气压)下烧结而成。
在烧结过程中,由于结合剂的加入,使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等为主要成分的结合桥,金刚石晶体以共价键形式镶嵌于结合桥的骨架中。
通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘,还需对烧结成的复合片进行研磨抛光及其它相应的物理、化学处理。
4.2 PCD刀片的加工:PCD刀片的加工包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步骤[9]。
4.2 PCD刀片片的加工4.2.1 PCD复合片的切割工艺由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性,因此必须采用特殊的加工工艺。
目前,加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法,其工艺特点的比较如下。
PCD复合片切割工艺的比较:工艺方法-工艺特点电火花加工-高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化,部分金刚石石墨化和氧化,部分金刚石脱落,工艺性好、效率高超声波加工-加工效率低,金刚石微粉消耗大,粉尘污染大激光加工-非接触加工,效率高、加工变形小、工艺性差在上述加工方法中,电火花加工效果较佳。
PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。
在有工作液的条件下,利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作液形成放电通道,并在局部产生放电火花,瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落,从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。
电火花加工PCD复合片的效率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响,其中切削速度的合理选择十分关键,实验表明,增大切削速度会降低加工表面质量,而切削速度过低则会产生“拱丝”现象,并降低切割效率。
增加金刚石刀具(PCD)刀片厚度也会降低切割速度[6-8]。
4.2.2 PCD刀片的焊接工艺PCD复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外,大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。
焊接方法主要有激光焊接、真空扩散焊接、真空钎焊、高频感应钎焊等。
目前,投资少、成本低的高频感应加热钎焊在PCD刀片焊接中得到广泛应用。
在刀片焊接过程中,焊接温度、焊剂和焊接合金的选择将直接影响焊后刀具的性能。
在焊接过程中,焊接温度的控制十分重要,如焊接温度过低,则焊接强度不够;如焊接温度过高,PCD容易石墨化,并可能导致“过烧”,影响PCD复合片与硬质合金基体的结合。
在实际加工过程中,可根据保温时间和PCD变红的深浅程度来控制焊接温度(一般应低于700℃)。
国外的高频焊接多采用自动焊接工艺,焊接效率高、质量好,可实现连续生产;国则多采用手工焊接,生产效率较低,质量也不够理想[10]。
4.2.3 PCD刀片的刃磨工艺PCD的高硬度使其材料去除率极低(甚至只有硬质合金去除率的万分之一)。
目前,聚晶金刚石刀具(PCD)刃磨工艺主要采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。
由于砂轮磨料与PCD 之间的磨削是两种硬度相近的材料间的相互作用,因此其磨削规律比较复杂。
由于电火花磨削(EDG)技术几乎不受被磨削工件硬度的影响,因此采用EDG技术磨削PCD具有较大优势。