刀具應(yīng)用論文：硬質(zhì)刀具運(yùn)用探究
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本文作者：陳群英作者單位：江蘇沃爾夫機(jī)械有限公司
聚晶金剛石及其復(fù)合刀片及應(yīng)用
聚晶金剛石（PCD）又被成為燒結(jié)體金剛石，它是利用鈷等金屬作為結(jié)合劑，在高溫高壓的條件下，將大量的金剛石單晶粉聚晶在一起，形成的一種多晶體刀具材料，與天然形成的金剛石相比，其硬度相對(duì)較低，但是這種材料是由很多不同取向的金剛石晶粉形成的，因此這種材料并不存在解理面，因此它也不會(huì)像天然金剛石那樣，不同晶面上有著不同的硬度、強(qiáng)度和耐久度等。利用聚晶金剛石制成的刀具在進(jìn)行切割操作時(shí)，刀具上的切割刃抵抗意外損害的能力明顯增強(qiáng)，刀具的耐磨損能力較高，可以在較長(zhǎng)的時(shí)間里保持刀刃的鋒利程度，在進(jìn)行機(jī)械教工時(shí)可以采取較快的切割速度和較強(qiáng)的被吃刀量。與傳統(tǒng)的WC硬質(zhì)合金刀具相比，利用聚晶金剛石制成的刀具使用壽命明顯提升10~50倍，而且這種刀具材料所需的合成材料較為普遍，其價(jià)格也相對(duì)低廉。PCD刀具有著極高的硬度，而且它還具有使用壽命較長(zhǎng)、摩擦系數(shù)較低、刀刃鋒利、導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)秀等特點(diǎn)，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中替代了WC基硬質(zhì)合金刀具。而所謂的聚晶金剛石復(fù)合片（PDC）刀具技術(shù)是在聚晶金剛石技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，這種材料主要是利用硬質(zhì)合金作為基體，然后將聚晶金剛石技術(shù)應(yīng)用在上面，這種材料的主要優(yōu)點(diǎn)就是增強(qiáng)了刀具的自身韌性和強(qiáng)度，而且刀具具備了可焊接的能力，它是集合PCD和硬質(zhì)合金兩種材料有點(diǎn)于一身的高性能刀具材料。
CVD金剛石及其應(yīng)用
CVD金剛石刀具材料的制作過(guò)程與傳統(tǒng)PDC、PCD技術(shù)最大的區(qū)別就是，它是在低壓狀態(tài)下完成制作的，而且在CVD金剛石中并不含有任何的催化劑成分，它的一些性質(zhì)與天然金剛石有著一定的相似性，但是這種刀具材料與聚晶金剛石有著一定的相同點(diǎn)，那就是它的組成晶粒也是呈無(wú)序排列的，沒(méi)有脆性的解理面，各個(gè)面之間性質(zhì)相同。利用CVD金剛石技術(shù)制成的刀具與傳統(tǒng)技術(shù)制成的道具相比，它具有很多的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)刀具的形狀可以設(shè)計(jì)的更加復(fù)雜，制作過(guò)程的花費(fèi)較低，同一刀片上可以擁有多個(gè)刀刃等。同時(shí)這種技術(shù)制作的刀具也存在明顯的缺點(diǎn)，那就是這種技術(shù)制作的刀具在進(jìn)行加工時(shí)，容易出現(xiàn)金剛石涂層與硬質(zhì)合金基體分離的現(xiàn)象，這主要是由于涂層與基體之間結(jié)合強(qiáng)度不夠造成的。從當(dāng)前機(jī)械加工中各種刀具材料的使用情況來(lái)看，CVD金剛石技術(shù)還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的刀具材料相比，雖然它具備較高的熱穩(wěn)定性，但是它也有著自身的缺陷，最主要的就是組成的基本晶粒之間聚結(jié)強(qiáng)度不高，脆性較大，而且不導(dǎo)電。尤其是不導(dǎo)電性使其很難在電火花切割以及拋光加工技術(shù)中進(jìn)行廣泛的推廣使用。當(dāng)前這一技術(shù)材料主要應(yīng)用在一些金剛石刀具的加工過(guò)程中，此外，在一些用于木材加工的刀具維修和制作時(shí)也有一定的使用。
聚晶立方氮化硼及其應(yīng)用
聚晶立方氮化硼作為一種較為常見(jiàn)的超硬刀具材料，在實(shí)際的機(jī)械加工過(guò)程中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這一技術(shù)制作的刀具其硬度和耐磨性良好，可以在較高溫度下使用，而且它的導(dǎo)熱性以及耐腐蝕性非常優(yōu)秀。與PCD、PDC制作的刀具相比，聚晶立方氮化硼刀具的耐磨性能存在一定的劣勢(shì)，但是它可以在1200℃的高溫下正常使用，而且可以承受較強(qiáng)的化學(xué)腐蝕。目前50％的PCBN刀具用于汽車(chē)制造業(yè)，包括用于加工汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、剎車(chē)盤(pán)、傳動(dòng)軸、氣缸孔、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出氣閥座等，另外，約20％用于重型設(shè)備（如軋輥）的加工。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)加工技術(shù)的迅猛發(fā)展以及數(shù)控機(jī)床普遍使用，可實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命加工的PCBN刀具的應(yīng)用也日益普及，同時(shí)還引入了許多先進(jìn)的切削加工概念，如高速切削、硬態(tài)加工、以車(chē)代磨、干式切削等。PCBN刀具材料已成為現(xiàn)代切削加工中不可缺少的重要的刀具材料。
