刀具材料的分类
2014-07-28
的锻铸件。四 金刚石刀具 金刚石刀具分为天然金刚石和人造金刚石刀具。天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数c但由于价格昂贵,加工、焊接都非常困难,除少数特殊用途外(如手表精密零件、光饰件和首饰雕刻等加工),很少作为切削工具应用在工业中。随着高技术和超精密加工日益发展。例如微型机械的微型零件,原子核反应堆及其它高技术领域的各种反射镜、导弹或火箭中的导航陀螺,计算机硬盘芯片、加速器电子枪等超精密零件的加工,单晶大然金刚石能满足上述要求。近年来开发了多种化学机理研磨金刚石刀具的方法和保护气氛钎焊金刚石技术．使天然金刚石刀具的制造过程变得比较简易．因此,在超精密镜面切削的高技术应用领域．天然金刚石起到了重要作用。20世纪50年代利用高温高压技术人工合成金刚石粉以后,70年代制造出金刚石基的切削刀具即聚晶金刚石(PCD)。PCD晶粒呈无许许序排列状态．不具方向性,因而硬度均匀。它有很高的硬度和导热性,低的热胀系数。高的弹性模量和较低的摩擦系数,刀刃非常锋利。它可加丁各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料,如铝、铜、镁及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复合材料、木材复合材料等。三种主要金刚石刀具材料——PCD、CVD厚膜和人工合成单晶金刚石各自的性能特点为CD焊接性、机械磨削性和断裂韧性最高,抗磨损性和刃口质量居中,抗腐蚀性最差。CVD厚膜抗腐蚀性最好,机械磨削性、刃口质量和断裂韧性和抗磨损性居中,可焊接性差,人工合成单晶金刚石刃口质量、抗磨损性和抗腐蚀性最好,焊接性、机械磨削性和断裂韧性最差。 金刚石刀具是目前高速切削(2500~5000m/min)铝合金较理想的刀具材料,但由于碳对铁的亲和作用,特别是在高温下,金刚石能与铁发生化学反应,因此它不宜于切削铁及其合金工件。五 立方氮化硼立方氮化硼(CBN)是纯人工合成的材料。它是20世纪50年代末用制造金刚石相似的方法合成的第二种超硬材料——CBN微粉。由于CBN的烧结性能很差,直至70年代才制成立方氮化硼结块(聚晶立方氮化硼PCBN),它是由CBN微粉与少量粘结相(Co、Ni或TiN、TiC或Al2O3)在高温高压下烧结而成。CBN是氮化硼的致密相,有很高的硬度(仅次于金刚石)和耐热性(1300、1500度),优良的化学稳定件(远优于金刚石)和导热性,低的摩擦系数。PCBN与Fe族元素亲和性很低,所以它是高速切削黑色金属较理想的刀具材料.
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