金剛石刀具的性能及其應用與研究

金剛石刀具性能及其應用與研究金剛石分類金剛石性能與應用金剛石動力學特征金剛石刀具的性能及其應用與研究第1頁引言：金剛石為單一碳原子結晶體，其晶體結構屬于軸面心立方晶體，是當前最硬物質(zhì)。金剛石是一個含有超硬、耐磨、傳熱導、半導體及透遠等優(yōu)異物理性能，素有“硬度之王”美稱。而且金剛石還含有較低摩擦系數(shù)、高彈性模量、低熱膨脹系數(shù)，以及與鐵金屬協(xié)力小等優(yōu)點。能夠用于非金屬硬脆材料如石墨、高耐磨材料、復合材料、高硅鋁合金及其它韌性有色金屬材料精密加工。金剛石刀具主要有三大類，1、天然單晶金剛石材料；2、人造聚晶金剛石；3、金剛石燒結體。且不一樣類型刀具性能差異顯著。金剛石刀具的性能及其應用與研究第2頁

金剛石主要包含天然金剛石刀具、人造金剛石刀具、聚晶金剛石刀具。

金剛石分類

金剛石刀具的性能及其應用與研究第3頁【人造聚晶金剛石】人造金剛石是經(jīng)過合金觸媒作用，在高溫高壓下由石墨轉化而成。人造聚晶金剛石是將人造金剛石微晶在高溫高壓下再結晶而成，可制成所需要形狀和尺寸，鑲嵌在刀桿上使用。人造聚晶金剛石抗沖擊強度較高，可選取較大切削用量。且其結晶界面無固定方向，故可自由刃磨。人造聚晶金剛石刀具整體燒結成銑刀，用于切削加工。聚晶金剛石晶粒成無序排列狀態(tài)，屬各向同性，硬度均勻。刀具含有高硬度、高導熱性、低熱脹系數(shù)、高彈性模量和低摩擦系數(shù)，刀刃非常尖銳等特點。

金剛石刀具的性能及其應用與研究第4頁【天然金剛石】天然金剛石主要用于非鐵材料及非金屬精密加工。單晶金剛石結晶界面有一定方向，不一樣晶面上硬度與耐磨性有較大差異，刃磨時需要選定某一平面。用SCD刀具配合精密車床進行精密和超精密加工，可取得鏡面表面?！窘饎偸療Y體】金剛石燒結體是在硬度合金基礎上燒結一層約0.5mm厚聚晶金剛石。金剛石燒結體強度很好，允許切削斷面較大，也能間斷切削，可屢次重磨使用。金剛石刀具的性能及其應用與研究第5頁金剛石礦物晶體結構屬等軸晶系同極鍵四面體型結構，碳原子間連接件sp3雜化共價鍵，含有很強結協(xié)力、穩(wěn)定性和方向性。而且碳原子位于四面體角頂及中心，含有高度對稱性。金剛石化學性質(zhì)穩(wěn)定，含有耐酸性和耐堿性且金剛石還含有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。天然金剛石刀具當前主要用于紫銅和銅合金及金、銀等珍貴有色金屬，以及特殊零件超精密鏡面加工，比如多面鏡、光學平面鏡和錄像機磁盤等。但其刀具尤其昂貴。PCD（聚晶金剛石）性能取決于金剛石晶粒及鈷含量，刀具壽命是硬質(zhì)合金10～500倍。人造聚晶金剛石刀具主要用于車削加工各種有色金屬如鋁、銅、鎂及其合金、硬質(zhì)合金及耐磨性纖維增塑材料、金屬基復合材料、木材等非金屬材料。金剛石性能與應用金剛石刀具的性能及其應用與研究第6頁金剛石刀具在工具磨床加工運行狀態(tài)下，其模態(tài)頻率基本沒有改變；不論是刀具還是夾具，加工工作狀態(tài)下，x向振動大于z向振動；對于金剛石刀具，結構一節(jié)頻率為176.974Hz，表現(xiàn)為夾具和金剛石刀具上下振動。金剛石動力學特征金剛石刀具的性能及其應用與研究第7頁總結：從金剛石特征上可看出，金剛石刀具在切削方面利用范圍非常廣，不過因為金剛石價格非常昂貴，金剛石刀具應用不是尤其普遍。所以，從當前來看，應對人造金剛石合成進行深一步研究，合