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PCD刀具与PCBN刀具的概述

时间:2016-06-18 18:06来源:未知 作者:xipusi1 点击:
PCD简介 PCD( 聚晶 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



 
PCD简介
PCD(聚晶金刚石)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。
 


 
PCD刀具主要应用于以下两方面


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刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金(对该材料加工机理的研究已取得突破)。
 
②难加工非金属材料的加工:
PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料(CFRP)、人造板材等难加工非金属材料的加工。
 
 
PCBN刀具
 
PCBN(立方氮化硼)是一种新型人造超硬材料,硬度仅次于金钢石,CBN单晶的显微硬度为HV8000-9000,是目前已知的第二高硬度的物质,PCBN的硬度一般为HV2500-5000。因此用于加工高硬度材料时具有比硬质合金及陶瓷更高的耐磨性,CBN具有很高的抗氧化能力,在1000℃时也不产生氧化现象,与铁系材料在1200-1300℃时也不发生化学反应,所以使用CBN刀具时往往采用干切方式,因此CBN材料在加工黑色金属材料方面具有独到之处,现在已经成为难加工材料首选材料。
 
PCBN刀具的特征
 
1. 能够加工高质量的工件
2. 提高工件加工效率
3. 加工灵活性更强
4. 设备投资减少
5. 无需使用冷却液
6. 切屑容易回收处理
7. 使切屑更容易断屑排出

 

 

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