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结过程中由于结合剂
的加入
,使 PCD 晶体间形成以 Co、Mo、W、WC 和 Ni 等为主要成分的结合桥,其作用是牢固的
把持金刚石
,并且使 PCD 硬度和韧性大幅度提高,增加耐性、提高切削效率。由于天然金刚石
价格昂贵、在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石刀具所代替。
PCD 刀具是精
密加工有色金属及其合金、陶瓷、玻璃材料、石墨等非金属材料的最佳刀具。目前铝合金等产
品零件已经无法离开这类刀具。
(2)CVD 金刚石渡膜涂层刀具
CVD 金刚石是指用化学气相沉积法在异质基体上合成金刚石膜,基体材料可以是硬质
合金或陶瓷等。
CVD 金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。具有超硬耐磨性和良
好的韧性。目前
,CVD 金刚石渡膜涂层数控刀具多用于航空、航天、汽车及电子信息技术行业。
对于高强度铝合金、纤维金属层板、镁合金、石墨、陶瓷等零部件进行加工
,达到了高速、高寿
命、干式加工技术要求。
(3)立方氮化硼(CBN)刀具与聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具
立方氮化硼
(CBN)是自然界中不存在的物质,有单晶体和多晶体之分,既 CBN 单晶和聚
晶立方氮化硼
(PCBN)。CBN 是氮化硼(BN)的同素异构体之一,由于 CBN 与金刚石在晶体结
构上的相似性
,决定了它与金刚石相近的硬度,又具有高于金刚石的热稳定性和对铁元素的高
化学稳定性。
PCBN 是在高温下将微细的 CBN 材料通过 TiC、TiN、AL、Ti 等结合相烧结在一
起的多晶体材料
,是目前利用人工合成的硬度仅次于金刚石刀具材料,它与金刚石统称为超硬
刀具材料。不同
CBN 含量的 PCBN 数控刀具,可用于车、镗、铣、铰、复合孔等加工过程以及某
些较难加工材料
,被加工材料的硬度越高越能体现 PCBN 刀具的优越性。
2.新型陶瓷刀具材料
陶瓷刀具是最具有发展潜力的数控刀具之一。
(1)梯度功能陶瓷刀具。
梯度功能陶瓷刀具是指组分、结构和物理力学性能呈合理梯度变化的陶瓷刀具
,其主要
目的是缓解陶瓷刀具在切削过程中刀具内的机械应力、热应力
,提高抗震性和可靠性。梯度功
能陶瓷刀具的物理力学性能和可靠性比普通均质陶瓷刀具有大幅度的提高
,而且速度越高提
高越显著。山东大学采用湿法工艺分散混料、粉末叠层填充、轴向热压烧结工艺
,研究开发成
功两种梯度功能陶瓷刀具材料
FG-1 和 FG-2。切削试验结果表明:FG-1 抗磨损和破损能力比
组分相同的均质陶瓷刀具提高
30%～50%。FG-2 在切削淬硬工具钢 T10A 时刀具寿命比组分
相同的均匀陶瓷刀具提高
50%～100%。
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