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PCD刀具的特点及应用

     由金刚石的自身特性决定,金刚石刀具的主要特点有高硬度、耐磨损、低膨胀系数、高导热率、大弹性模量、低摩擦因数、极小刀刃钝圆半径和平滑刃口等。高精度天然金刚石刀具主要包括金刚石车刀和金刚石铣刀,广泛用于毫米级、微米到亚微米、甚至纳米级的超精密加工。:

    聚晶金刚石(PCD)是由微米尺寸的人造金刚石微粉在高温高压条件下烧结而成。自人造金刚石研制成功以来,对聚晶金刚石(PCD)刀具切削性能的研究取得了大量成果, PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。 目前,国际上知名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友 电工株式会社等。

   据报道,1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7 万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。日本一家组织进行的关于超 硬刀具的调查表明:人们选用 PCD刀具的主要考虑因素是基于 PCD 刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展,De Beers 公司已推出了直径 74mm、层厚 0.3mm 的聚晶金刚石复合片。

   通过对近年来 PCD刀具应用的分析可见,PCD 刀具主要应用于以下2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。如华中理工大学 1990 年实现了用 PCD 刀具加工玻璃;目前强化复合地板及其他木基板材(如 MDF)的应用日趋广泛,用 PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。