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硬质材料刀具在机械加工中的应用

硬质材料刀具在机械加工中的应用

当前,我国的工业迅速发展,一些超硬的材料在材料工业和精密机械工业中得到了广泛的应用。而要想满足现代机械加工业的发展需求,还需要科学使用一些强度高、韧性好的工具。因此,硬质材料刀具便逐渐应用到机械加工业中。本篇文章针对硬质材料刀具的发展历程,着重探讨了硬质材料在机械加工中的应用,以供同行业朋友相互参考借鉴。

现代制造技术随着激烈的市场竞争迅速发展,机械制造业对机械设备零件的要求也日益提高,尤其是对于机械零件结构性能的要求不断提升。因此,社会上便逐渐出现了具备各种性能的新材料,这些新材料不仅对传统的机械加工刀具提出了严峻的挑战,而且加工难度相当大。这时,高精度的砂轮磨削便成为机械加工业发展的关键,而硬质材料刀具无可厚非地应用到了现代机械加工中。

硬质材料刀具的发展历程

上世纪五十年代,美国科学家将人造金刚石、结合剂,以及碳化硼微粉作为原材料,在高温高压的条件下进行反应,将烧结出的聚晶块作为刀具的主要材料。发展到上世纪七十年代之后,人们逐渐研究出复合片材料,这样的材料是对金刚石与硬质合金结合生产的,或者是氮化硼与硬质合金结合生产的。这样的技术将硬质合金视为基体,使用压制或者烧结等方法在基体的表面形成一层金刚石而得到的,金刚石大约厚0.51毫米。这样的材料不仅能够提升材料的抗弯性,而且将传统材料不易焊接的问题有效解决。这便促进了硬质材料进入应用阶段。


硬质材料刀具在机械加工中的应用

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单晶金刚石刀具的应用

单晶金刚石通常又被分为人工合成金刚石与天然金刚石。通常情况下,如果使用单晶金刚石制作刀具,那么就需要选择那些颗粒较大、质量大于0.1,直径长度大于3毫米的金刚石。天然金刚石是目前矿物中坚硬程度最高的材料,其不仅耐磨性好,而且使用其制作的刀具非常锋利,同时抗粘结性高,导热率低,加工出的刀具既光滑,质量又好。与此同时,使用天然金刚石制作的刀具耐久性非常好,使用寿命相对较长,而且在进行长时间的切割时,几乎不会影响到加工零件,相对较低的导热率能够对零件变形产生很好的防止效果。天然金刚石具有非常多的优点,这些优点尽管价格昂贵,但是能够使很多高精密度的切割操作的要求得到满足,广泛应用到了精密磨削与超精密磨削加工中。

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聚晶金刚石刀具的应用

聚晶金刚石通常又被叫做烧结体金刚石。聚晶金刚石对诸如钴等金属的利用,通过高温高压的条件将非常多的金刚石单晶粉聚晶为一体,进而形成的多晶体刀具的材料。聚晶金刚石在硬度上要比天然金刚石低。但是其是由多种金刚石粉形成的,不存在不同晶面有不同强度和硬度的情况。

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CVD金刚石的应用

CVD金刚石的刀具材料是在低压状态下进行的,这是与传统的PSC技术、PDC技术最大的区别。CVD金刚石中没有包含任何催化剂的成份,尽管在一些性质上与天然金刚石有相似之处,但是在材料上还是与聚晶金刚石有相同点的,即组成晶粒无序排列,缺乏带有脆性的解理面,面与面之间都具有相同的性质。与传统技术制作的刀具相比,采用CVD金刚石技术制作的刀具更具优势,诸如刀具形状更加复杂

总结

硬质材料刀具在机械加工中的应用,不仅提高了机械加工的质量与效率,而且对于机械加工业的发展也起到了至关重要的作用。因此,要想促进机械加工业的发展,就必须要不断加强对硬质材料刀具的研究,充分了解与硬质材料刀具相关的知识,加强应用实践,不仅要提高工作人员的素质,而且要加强科学技术在提高硬质材料刀具中的应用,进而实现我国机械加工业的跨越式发展。


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