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刀具用PCD復(fù)合片的性能特點(diǎn)
(1)與大單晶金剛石相比,作為刀具材料的PCD復(fù)合片具有以下優(yōu)點(diǎn):
①晶粒呈無(wú)序排列,各向同性,無(wú)解理面,因此它不像大單晶金剛石那樣在不同晶面上的強(qiáng)度、硬度以及耐磨性有較大區(qū)別,以及因解理面的存在而呈現(xiàn)脆性。
②具有較高的強(qiáng)度,特別是 PDC 材料由于有硬質(zhì)合金基體的支撐而有較高的抗沖擊強(qiáng)度,在沖擊較大時(shí)只會(huì)產(chǎn)生小晶粒破碎,而不會(huì)像單晶金剛石那樣大塊崩缺,因而 PCD 或 PDC 刀具不僅可以用來(lái)進(jìn)行精密切削加工和普通半精密加工,還可用作較大切削量的粗加工和斷續(xù)加工(如銑削等),這大大擴(kuò)充了金剛石刀具材料的使用范圍。
③可以制備大塊 PDC 金剛石復(fù)合片刀具坯料,滿足大型加工刀具如銑刀的需要。
④可以制成特定形狀以適合于不同加工的需要。由于 PDC 刀具大型化和加工技術(shù)如電火花和激光切割技術(shù)的提高,三角形、人字形以及其他異形刀坯均可加工成形。為適應(yīng)特殊切削刀具的需要還可設(shè)計(jì)成包裹式、夾心式與花卷式 PDC 刀具坯料。
⑤可以設(shè)計(jì)或預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性能,賦予產(chǎn)品必要的特點(diǎn)以適應(yīng)它的特定用途。比如選擇細(xì)粒度的PDC 刀具材料可使刀具的刃口的質(zhì)量提高,粗粒度的 PDC 刀具材料能夠提高刀具的耐用度,等等。
(2)PCD復(fù)合片作為切削刀具用的性能與切削特點(diǎn)如下:
①PCD的硬度高,僅次于天然金剛石,而且它的硬度和耐磨性具有各向同性,即在各個(gè)方向上各種物理性能保持一致。
②具有極高的耐磨性,其耐磨性一般為硬質(zhì)合金的60~80倍。
③具有較低的摩擦系數(shù),因此在用相同的加工參數(shù)對(duì)同種材料進(jìn)行加工時(shí),使用PCD刀具可顯著降低切削力,降低切削溫度,同時(shí)由于摩擦系數(shù)的降低,工件表面光潔度也有極大的提高。
④具有很高的導(dǎo)熱性,是硬質(zhì)合金的1.5~7倍,可以大大的降低切削區(qū)的溫度,提高刀具耐用度。
⑤金剛石的線膨脹系數(shù)很小,所以加工精度好。
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刀具用PCD復(fù)合片應(yīng)用領(lǐng)域
聚晶金剛石復(fù)合片也屬于新型復(fù)合超硬材料,是《新材料產(chǎn)業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中多次提到要重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品,并且已成為高端機(jī)床加工的核心部件,被廣泛應(yīng)用于航天工業(yè)、軸承工業(yè)、汽車加工等多個(gè)領(lǐng)域。