技術前沿:ND單晶天(tiān)然鑽石刀具用於精密孔的加工,助力精密加工(gōng)行業高(gāo)質(zhì)量發展
近(jìn)年世(shì)界上金剛石的年消耗量(liàng)以10%左右的速(sù)度增長,這(zhè)也預示著將來在(zài)高精密加工領域迎來了金剛石全麵應用的時(shí)代。鑽石(shí)刀(dāo)具可實現光學領域的鏡麵加工,被加工件具(jù)有超高的精度以及極低的表麵(miàn)粗糙度,這種效果其他(tā)切削刀具是無法(fǎ)滿足(zú)的,也(yě)因此(cǐ)鑽石刀具在(zài)高精密領域的地位日益顯著不可替代。鑽石刀具主要為兩類:天然鑽石刀具(ND)以及人造鑽石(shí)刀具(MCD和CVD)。
天然(rán)鑽石,顧名思義是自然界中存在的,極少有立方體和八麵體(tǐ)聚形,多以單形為主。在其成形過程中一般會遭受不同程度的溶蝕(shí),晶麵呈曲晶麵且晶棱和晶(jīng)麵鈍化,晶形常呈現渾圓狀。其與合成的金剛石最重要(yào)的區別是在可見光譜(pǔ)上,95%以上有特征(zhēng)的415納米峰,而合成金剛石缺少。由於天然鑽石(shí)刀具具有超高的強度、高耐磨性、高熱導係數,因此在最初(chū)被發現(xiàn)時就被(bèi)應用於製(zhì)作切削加工刀具,近(jìn)年來隨著科技進度,對加工品質(zhì)與誤(wù)差的要求(qiú)越來越高,天然鑽(zuàn)石刀具(ND)也被廣泛應用於高精(jīng)密光學領域。其不隻(zhī)用於一(yī)般的車削、鏜孔、銑削,還可以成功地用於(yú)精密孔的加工,下麵是(shì)華菱超硬幾種(zhǒng)單晶鑽石刀具。
單晶鑽石刀具用作切削刀具必須是大顆粒的,一般其質量要大於0.1g,其最小直徑和(hé)長度也不能(néng)小於3mm,單晶鑽石刀具主(zhǔ)要(yào)是用於對表麵粗糙(cāo)度、幾何形狀精度和尺寸精度有較高要求的高(gāo)精密(mì)加工領域。
天然單晶金剛石(shí)是金剛石中最耐磨的材(cái)料,其本身質地細密,經過精細研磨,切削刃的刃口圓弧可微小(xiǎo)到0.01~0.002μm。但天然單晶鑽石刀具相對較脆,其結晶各向異性,不同晶麵或同一晶麵不(bú)同方向的晶體硬度均有差異,在進行刃磨和加工使用(yòng)時必須選擇適合的方(fāng)向,因此其應用較為苛刻,並且天然單晶鑽石資源較(jiào)為有限,這(zhè)也絕對了其在行業的珍貴地位。
根據不同的工況設備不(bú)同、切削(xuē)工藝不同,天然鑽石可焊接(jiē)在不同(tóng)的刀體(tǐ)(多為合金刀體)上,製作成(chéng)不同的切削刀具,常見的應用行業刀具有:天然鑽石刀片、單晶金剛石刀片、單(dān)晶(jīng)銑刀、單晶倒角刀、天然單晶鑽石高光刀以(yǐ)及單(dān)晶球銑刀等等。
天然鑽石刀具選擇
天然鑽石刀具品質與鑽石品級的選擇有很大關係,如果選擇一些品級較(jiào)低的(de)鑽石刀具,產品的品質、售後、企業(yè)生產成本沒有保障,刀具不耐磨、報廢率高、工(gōng)件(jiàn)表麵(miàn)質量差等等問題層出不窮。要選擇可靠、抗打的(de)天然鑽石刀具,應該了解(jiě)其是否使用高強(qiáng)度、高耐磨優秀的鑽石材料,是否使用先(xiān)進的設(shè)備以及工藝,是否具備完善的售後體係。
