聚晶金剛石PCD刀具發展
PCD刀具的制造過程
PCD刀具的制造過程主要包括兩個階段:①PCD復合片的制造:PCD復合片是由天然或人工合成的金剛石粉末與結合劑(其中含鈷、鎳等金屬)按一定比例在高溫(1000~2000℃)、高壓(5~10萬個大氣壓)下燒結而成。在燒結過程中,由于結合劑的加入,使金剛石晶體間形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等為主要成分的結合橋,金剛石晶體以共價鍵形式鑲嵌于結合橋的骨架中。通常將復合片制成固定直徑和厚度的圓盤,還需對燒結成的復合片進行研磨拋光及其它相應的物理、化學處理。PCD刀片的加工:PCD刀片的加工主要包括復合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步驟。
PCD復合片的切割工藝
由于PCD復合片具有很高的硬度及耐磨性,因此必須采用特殊的加工工藝。目前,加工PCD復合片主要采用電火花線切割、激光加工、超聲波加工、高壓水射流等幾種工藝方法,其工藝特點的比較見。
PCD復合片切割工藝的比較
工藝方法 -工藝特點 電火花加工-高度集中的脈沖放電能量、強大的放電爆炸力使PCD材料中的金屬融化,部分金剛石石墨化和氧化,部分金剛石脫落,工藝性好、效率高
超聲波加工-加工效率低,金剛石微粉消耗大,粉塵污染大
激光加工 -非接觸加工,效率高、加工變形小、工藝性差
在上述加工方法中,電火花加工效果較佳。PCD中結合橋的存在使電火花加工復合片成為可能。在有工作液的條件下,利用脈沖電壓使靠近電極金屬處的工作液形成放電通道,并在局部產生放電火花,瞬間高溫可使聚晶金剛石熔化、脫落,從而形成所要求的三角形、長方形或正方形的刀頭毛坯。電火花加工PCD復合片的效率及表面質量受到切削速度、PCD粒度、層厚和電極質量等因素的影響,其中切削速度的合理選擇^關鍵,實驗表明,增大切削速度會降低加工表面質量,而切削速度過低則會產生“拱絲”現象,并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也會降低切割速度。
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