一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用(yong)戶在(zai)選擇(ze)和使用(yong)金(jin)剛石(shi)涂層(ceng)刀具之前,必須了解有(you)關金(jin)剛石(shi)涂層(ceng)刀具的以下幾點(dian)常識(shi)
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)(也(ye)稱(cheng)為類金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)碳——譯注(zhu))涂(tu)層(ceng)(ceng)是(shi)采(cai)用PVD工藝沉積的(de)(de)(de)一種碳膜(mo)。它既具(ju)有一部(bu)分(fen)金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)SP3鍵,又具(ju)有一部(bu)分(fen)碳的(de)(de)(de)SP2鍵;其成膜(mo)硬度很高,但(dan)又低于金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)膜(mo)的(de)(de)(de)硬度;其厚度也(ye)比(bi)我們通常沉積的(de)(de)(de)金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)膜(mo)要薄一些。加(jia)工石(shi)(shi)(shi)墨時,非晶金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)涂(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)壽命(ming)是(shi)未涂(tu)層(ceng)(ceng)硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)2-3倍。與之相比(bi),CVD金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)則是(shi)采(cai)用CVD工藝沉積的(de)(de)(de)純金(jin)剛石(shi)(shi)(shi)涂(tu)層(ceng)(ceng),加(jia)工石(shi)(shi)(shi)墨時的(de)(de)(de)刀(dao)具(ju)壽命(ming)是(shi)硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)12-20倍,從而可減少換刀(dao)次(ci)數,提高加(jia)工的(de)(de)(de)可靠性和精度一致(zhi)性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳(tan)(tan)原子構(gou)成(cheng)。某些(xie)材(cai)料(liao)受熱時,會從(cong)金剛(gang)(gang)石中吸出碳(tan)(tan)原子并在工(gong)件中形成(cheng)碳(tan)(tan)化物。鐵就是此類材(cai)料(liao)之一。用(yong)金剛(gang)(gang)石刀具加工(gong)鐵族材(cai)料(liao)時,摩擦產(chan)生(sheng)的(de)熱量會使金剛(gang)(gang)石中的(de)碳(tan)(tan)原子擴(kuo)散到鐵中,從(cong)而造成(cheng)金剛(gang)(gang)石涂層(ceng)因化學磨(mo)損(sun)而提前失效(xiao)。
3、金剛石刀具的限制
重磨和(或)重涂(tu)層的金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石涂(tu)層刀具(ju)(ju)(ju)質量難(nan)以(yi)保證(zheng)由于(yu)刀具(ju)(ju)(ju)表面(mian)生成的涂(tu)層為純金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石,因此(ci)用(yong)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石磨輪對(dui)刀具(ju)(ju)(ju)進(jin)行重磨需要耗費很(hen)長(chang)時間。此(ci)外(wai),為使金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石生長(chang)而采(cai)用(yong)的刀具(ju)(ju)(ju)。制(zhi)備工藝會改(gai)變(bian)刀具(ju)(ju)(ju)表面(mian)的化學(xue)特(te)性,由于(yu)涂(tu)層時要求(qiu)對(dui)這種(zhong)化學(xue)特(te)性進(jin)行非常精確的控(kong)制(zhi),因此(ci)刀具(ju)(ju)(ju)重新(xin)涂(tu)層的效果難(nan)以(yi)得到(dao)保證(zheng)。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與任(ren)何(he)其他刀(dao)具(ju)(ju)一樣,金(jin)(jin)(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)壽命也各不相同(tong),主要(yao)取決于被切(qie)削材料、選用的(de)(de)進給(gei)率(lv)和(he)切(qie)削速度(du),以及工件的(de)(de)幾何(he)形狀(zhuang)等。一般來說,加(jia)(jia)工石墨的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)壽命是未涂(tu)層硬質合金(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)10-20 倍,在某些情況下甚至可能更長(chang)。這樣,就(jiu)能用一把刀(dao)具(ju)(ju)完成幾乎任(ren)何(he)加(jia)(jia)工任(ren)務,無(wu)需因刀(dao)具(ju)(ju)磨損而(er)換刀(dao),避免(mian)了(le)加(jia)(jia)工中斷和(he)重新校(xiao)準,從而(er)有可能實現無(wu)人值守加(jia)(jia)工。在復合材料的(de)(de)加(jia)(jia)工中,也完全可能獲得較長(chang)的(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)壽命。
據報(bao)道(dao),在加工高密度玻璃纖維(wei)、碳纖維(wei)和Gl0-FR4等(deng)難加工復合材料時,金剛石涂層(ceng)刀具的壽命(ming)可高達未涂層(ceng)硬質合金刀具的70倍。
5、金剛石刀具存在的問題
金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)剝(bo)落可(ke)以(yi)(yi)(yi)預(yu)防涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)剝(bo)落是金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)刀具的(de)一個(ge)嚴重問(wen)題,也(ye)是一個(ge)常見問(wen)題(尤其在加工碳纖維(wei)之類材料時),會導致(zhi)刀具壽命難以(yi)(yi)(yi)預(yu)測。上世紀90年代后期,界面化(hua)學特性被確定為是影響(xiang)金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)粘附性能的(de)重要因素。通過選(xuan)擇兼容性好的(de)硬質合金(jin)化(hua)學特性、采用適當的(de)預(yu)處理技術和合理的(de)沉(chen)積反應(ying)條件,就有可(ke)能減輕或消除金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)剝(bo)落,穩定地實現平穩的(de)磨損模式。在顯微鏡下觀察正常磨損的(de)金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)刀具,可(ke)以(yi)(yi)(yi)發現,金(jin)剛石(shi)(shi)被穩定磨損直(zhi)至硬質合金(jin)基體,而沒有發生崩(beng)刃(ren)或剝(bo)落。
二、金剛石刀具怎么選購
金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石刀(dao)具(ju)(ju)中最主(zhu)要(yao)的部件(jian)就是(shi)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石,這(zhe)是(shi)因為刀(dao)具(ju)(ju)工(gong)作時主(zhu)要(yao)是(shi)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石與物(wu)體接觸進行(xing)切(qie)割或打磨。因此,對(dui)于金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石刀(dao)具(ju)(ju)的選(xuan)取,也就是(shi)對(dui)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石的選(xuan)取。
1、粒度的選取
金剛石的顆粒很粗并且只有單一顆粒的時候,鋸片刀(dao)頭非常(chang)銳利,鋸斷(duan)切(qie)割的(de)(de)效率(lv)極高,不(bu)過金(jin)剛石(shi)結塊的(de)(de)抵抗彎曲強度(du)會減小;金(jin)剛石(shi)顆粒較(jiao)細或者粗的(de)(de)細的(de)(de)混雜的(de)(de)時候,鋸片刀(dao)頭就(jiu)能夠使用很持(chi)久(jiu),不(bu)過相對的(de)(de)效率(lv)較(jiao)低。選取的(de)(de)時候金(jin)剛石(shi)的(de)(de)顆粒數(shu)目在50到60之(zhi)間比較(jiao)合適。
2、分布密度的選取
假(jia)如(ru)金剛(gang)石分(fen)(fen)布密(mi)度由小到大改變的時候,鋸(ju)片(pian)(pian)銳(rui)利(li)性和鋸(ju)切功(gong)效會(hui)(hui)慢慢降低(di),而(er)導致運(yun)(yun)用期限會(hui)(hui)慢慢的變長(chang);不過密(mi)度太大,鋸(ju)片(pian)(pian)會(hui)(hui)變得不鋒利(li)。假(jia)如(ru)運(yun)(yun)用的分(fen)(fen)布密(mi)度較(jiao)低(di)、顆(ke)粒(li)度較(jiao)粗,效率就會(hui)(hui)提(ti)升。運(yun)(yun)用刀(dao)頭(tou)每個部位在(zai)鋸(ju)斷切割的時候功(gong)效是不一(yi)(yi)樣(yang)的,運(yun)(yun)用不一(yi)(yi)樣(yang)濃度時,鋸(ju)切流程中刀(dao)頭(tou)運(yun)(yun)行(xing)中出現(xian)中間(jian)凹陷,對于(yu)避免鋸(ju)片(pian)(pian)偏擺很有好處。
3、強度的選取
強度(du)太(tai)高的(de)金(jin)剛石(shi)會(hui)導致晶體不(bu)容易被(bei)切(qie)割(ge),磨粒在(zai)運用的(de)時候被(bei)拋光,銳利(li)程度(du)減小(xiao),引起(qi)(qi)工具(ju)的(de)性能變差(cha);金(jin)剛石(shi)強度(du)較低的(de)時候,在(zai)晶體遭到(dao)沖擊(ji)后(hou)容易破碎,難以(yi)肩負起(qi)(qi)切(qie)削(xue)額(e)責(ze)任。因此,最好選(xuan)擇金(jin)剛石(shi)強度(du)在(zai)13到(dao)140N之間的(de)。
選(xuan)取金(jin)剛石(shi)刀具的(de)時候還需(xu)要注意(yi)的(de)是粘結相的(de)選(xuan)取以及金(jin)剛石(shi)燒(shao)結工藝(yi)的(de)選(xuan)取,每一個方面都有需(xu)要注意(yi)的(de)地方,選(xuan)用的(de)時候一定(ding)要千萬注意(yi)。
三、金剛石刀具選購技巧
大家都知道在切開(kai)石材(cai)的(de)(de)過程中,依據(ju)不(bu)一(yi)樣性(xing)質的(de)(de)石材(cai)和(he)它(ta)的(de)(de)硬度不(bu)一(yi)樣的(de)(de)石材(cai)。在切開(kai)的(de)(de)過程中很(hen)是影(ying)響金剛石刀頭切割的(de)(de)效(xiao)率的(de)(de)。
運用(yong)(yong)粒度(du)較(jiao)大的金(jin)剛石(shi)出露程度(du)將有較(jiao)快的材料(liao)切(qie)(qie)隊率(lv)。一般粗顆粒用(yong)(yong)于切(qie)(qie)開(kai)軟質(zhi)材料(liao),而較(jiao)小(xiao)的粒度(du)金(jin)剛石(shi)刀頭則用(yong)(yong)作堅固材料(liao)的切(qie)(qie)開(kai)。
金剛石的(de)(de)(de)粒度決議了每克拉的(de)(de)(de)顆(ke)(ke)粒數(shu),粒度號越大,每克拉的(de)(de)(de)顆(ke)(ke)粒數(shu)就越多(duo)。由于金(jin)剛(gang)石刀頭的(de)(de)(de)切開面積(ji)上金(jin)剛(gang)石的(de)(de)(de)數(shu)目(mu)對東(dong)西(xi)的(de)(de)(de)壽數(shu)和功率(lv)耗費有影響(xiang)。金(jin)剛(gang)石刀頭在鋸切東(dong)西(xi)的(de)(de)(de)切開面上的(de)(de)(de)出露(lu)狀況或(huo)凸出高度會影響(xiang)材料(liao)切除率(lv)。