一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用(yong)戶在選擇和使(shi)用(yong)金(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)(dao)具(ju)之(zhi)前,必須了解(jie)有關(guan)金(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)(dao)具(ju)的以(yi)下(xia)幾點常識
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(也稱為類金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)碳(tan)(tan)——譯注)涂層(ceng)是(shi)采用PVD工藝(yi)沉(chen)積(ji)的(de)一(yi)種碳(tan)(tan)膜(mo)(mo)。它(ta)既具(ju)有一(yi)部(bu)分金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)SP3鍵,又具(ju)有一(yi)部(bu)分碳(tan)(tan)的(de)SP2鍵;其成膜(mo)(mo)硬(ying)(ying)度(du)很(hen)高(gao),但又低于金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)的(de)硬(ying)(ying)度(du);其厚(hou)度(du)也比我們(men)通(tong)常沉(chen)積(ji)的(de)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)要薄一(yi)些。加(jia)(jia)工石(shi)(shi)(shi)墨(mo)時,非晶金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂層(ceng)刀具(ju)的(de)壽(shou)命(ming)是(shi)未涂層(ceng)硬(ying)(ying)質合金(jin)(jin)刀具(ju)的(de)2-3倍。與之相比,CVD金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)則是(shi)采用CVD工藝(yi)沉(chen)積(ji)的(de)純金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂層(ceng),加(jia)(jia)工石(shi)(shi)(shi)墨(mo)時的(de)刀具(ju)壽(shou)命(ming)是(shi)硬(ying)(ying)質合金(jin)(jin)刀具(ju)的(de)12-20倍,從而可減少(shao)換刀次數,提(ti)高(gao)加(jia)(jia)工的(de)可靠性和精度(du)一(yi)致性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳(tan)原子(zi)構成。某(mou)些材(cai)(cai)料受熱時,會(hui)從金(jin)剛石(shi)中吸出碳(tan)原子(zi)并在工件中形成碳(tan)化(hua)物。鐵就(jiu)是此(ci)類材(cai)(cai)料之一。用金(jin)剛石(shi)刀具(ju)加工鐵族材(cai)(cai)料時,摩擦(ca)產(chan)生(sheng)的(de)熱量會(hui)使金(jin)剛石(shi)中的(de)碳(tan)原子(zi)擴散到鐵中,從而(er)造(zao)成金(jin)剛石(shi)涂(tu)層因化(hua)學磨損而(er)提(ti)前失(shi)效。
3、金剛石刀具的限制
重(zhong)磨(mo)和(或)重(zhong)涂(tu)層(ceng)的(de)(de)金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂(tu)層(ceng)刀(dao)(dao)具質量難(nan)(nan)以保證(zheng)(zheng)由(you)(you)于(yu)刀(dao)(dao)具表(biao)面生(sheng)成的(de)(de)涂(tu)層(ceng)為純(chun)金剛(gang)(gang)石(shi)(shi),因此用金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)磨(mo)輪對刀(dao)(dao)具進(jin)行(xing)重(zhong)磨(mo)需要耗費很長時(shi)間(jian)。此外,為使金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)生(sheng)長而采用的(de)(de)刀(dao)(dao)具。制備工藝(yi)會改變(bian)刀(dao)(dao)具表(biao)面的(de)(de)化學(xue)特性,由(you)(you)于(yu)涂(tu)層(ceng)時(shi)要求對這種化學(xue)特性進(jin)行(xing)非常精確的(de)(de)控制,因此刀(dao)(dao)具重(zhong)新涂(tu)層(ceng)的(de)(de)效果難(nan)(nan)以得到保證(zheng)(zheng)。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與任(ren)何(he)(he)其他(ta)刀(dao)具一(yi)樣,金剛(gang)石涂層刀(dao)具的壽(shou)命(ming)也(ye)各不相(xiang)同,主要取決于(yu)被切削材料、選(xuan)用(yong)的進給率和(he)切削速度,以(yi)及(ji)工件的幾何(he)(he)形狀等(deng)。一(yi)般來說,加工石墨的金剛(gang)石涂層刀(dao)具的壽(shou)命(ming)是未涂層硬質合金刀(dao)具的10-20 倍,在某些情(qing)況下甚至可(ke)能更(geng)長。這樣,就能用(yong)一(yi)把刀(dao)具完成幾乎任(ren)何(he)(he)加工任(ren)務(wu),無需因(yin)刀(dao)具磨損而(er)(er)換刀(dao),避免了加工中(zhong)斷和(he)重(zhong)新校(xiao)準,從而(er)(er)有可(ke)能實現無人(ren)值守(shou)加工。在復合材料的加工中(zhong),也(ye)完全可(ke)能獲得較長的刀(dao)具壽(shou)命(ming)。
據報道,在加工(gong)高密度玻(bo)璃纖維、碳纖維和Gl0-FR4等難加工(gong)復合材(cai)料時,金(jin)剛石涂層刀具(ju)的壽命可高達未涂層硬質合金(jin)刀具(ju)的70倍(bei)。
5、金剛石刀具存在的問題
金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)剝落(luo)(luo)可(ke)以預(yu)(yu)防(fang)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)剝落(luo)(luo)是(shi)金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)刀(dao)具的(de)(de)一個(ge)嚴(yan)重問(wen)題,也是(shi)一個(ge)常(chang)見問(wen)題(尤其在(zai)加工(gong)碳纖維之類材料(liao)時),會(hui)導致(zhi)刀(dao)具壽命難以預(yu)(yu)測(ce)。上世紀90年代后期(qi),界面化學特(te)性(xing)被確定為是(shi)影響金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)粘附性(xing)能的(de)(de)重要因素。通(tong)過選擇兼容(rong)性(xing)好的(de)(de)硬質合金(jin)(jin)化學特(te)性(xing)、采用適當的(de)(de)預(yu)(yu)處(chu)理技術(shu)和(he)合理的(de)(de)沉積反應條件,就有可(ke)能減輕(qing)或(huo)消除金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)剝落(luo)(luo),穩定地實現平穩的(de)(de)磨(mo)損模式(shi)。在(zai)顯微鏡下觀察(cha)正常(chang)磨(mo)損的(de)(de)金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)刀(dao)具,可(ke)以發(fa)現,金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)被穩定磨(mo)損直(zhi)至(zhi)硬質合金(jin)(jin)基體(ti),而沒有發(fa)生崩刃(ren)或(huo)剝落(luo)(luo)。
二、金剛石刀具怎么選購
金剛(gang)石刀(dao)(dao)具中最主(zhu)要的(de)部件就是(shi)金剛(gang)石,這是(shi)因為刀(dao)(dao)具工作時主(zhu)要是(shi)金剛(gang)石與物(wu)體(ti)接觸進行切割或打磨。因此,對于金剛(gang)石刀(dao)(dao)具的(de)選(xuan)取(qu),也(ye)就是(shi)對金剛(gang)石的(de)選(xuan)取(qu)。
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)頭非常銳利,鋸斷切割的(de)效率極高(gao),不過金(jin)剛石結(jie)塊(kuai)的(de)抵抗彎曲(qu)強(qiang)度會減(jian)小;金(jin)剛石顆粒較(jiao)細或者粗(cu)的(de)細的(de)混(hun)雜的(de)時(shi)候(hou),鋸片刀(dao)頭就能夠使(shi)用很持久,不過相對的(de)效率較(jiao)低(di)。選取的(de)時(shi)候(hou)金(jin)剛石的(de)顆粒數目在(zai)50到60之(zhi)間比較(jiao)合適(shi)。
2、分布密度的選取
假如金剛(gang)石(shi)分(fen)布密(mi)(mi)度(du)(du)由(you)小到大(da)改(gai)變的(de)時候,鋸片(pian)銳利性和鋸切功效(xiao)(xiao)會慢(man)(man)慢(man)(man)降(jiang)低,而導(dao)致(zhi)運用(yong)期限(xian)會慢(man)(man)慢(man)(man)的(de)變長(chang);不(bu)過密(mi)(mi)度(du)(du)太(tai)大(da),鋸片(pian)會變得不(bu)鋒利。假如運用(yong)的(de)分(fen)布密(mi)(mi)度(du)(du)較低、顆粒(li)度(du)(du)較粗,效(xiao)(xiao)率就(jiu)會提(ti)升。運用(yong)刀頭(tou)每個部位在鋸斷切割的(de)時候功效(xiao)(xiao)是不(bu)一樣的(de),運用(yong)不(bu)一樣濃度(du)(du)時,鋸切流程中刀頭(tou)運行中出現(xian)中間凹陷(xian),對于避免鋸片(pian)偏擺很有好處。
3、強度的選取
強度(du)太高的(de)(de)(de)金剛(gang)石會導致晶體不(bu)容(rong)易被(bei)切割,磨粒在運用的(de)(de)(de)時候(hou)被(bei)拋光(guang),銳利程度(du)減小,引起工(gong)具(ju)的(de)(de)(de)性能變差(cha);金剛(gang)石強度(du)較低(di)的(de)(de)(de)時候(hou),在晶體遭到沖擊后容(rong)易破碎,難以肩(jian)負起切削額責任。因此(ci),最(zui)好選(xuan)擇金剛(gang)石強度(du)在13到140N之間的(de)(de)(de)。
選(xuan)取金剛石刀具的(de)(de)(de)時(shi)候還需要注意(yi)的(de)(de)(de)是粘結相(xiang)的(de)(de)(de)選(xuan)取以及(ji)金剛石燒結工藝的(de)(de)(de)選(xuan)取,每一個方面(mian)都有需要注意(yi)的(de)(de)(de)地(di)方,選(xuan)用的(de)(de)(de)時(shi)候一定要千萬注意(yi)。
三、金剛石刀具選購技巧
大家都知道在切(qie)開(kai)石材的過程(cheng)中,依據不(bu)一樣性質(zhi)的石材和它的硬度不(bu)一樣的石材。在切(qie)開(kai)的過程(cheng)中很是(shi)影(ying)響金剛石刀頭切(qie)割的效率的。
運用(yong)粒度(du)較大的(de)金剛(gang)石出露程度(du)將有較快的(de)材料(liao)切(qie)隊率。一般粗顆粒用(yong)于切(qie)開軟質材料(liao),而較小的(de)粒度(du)金剛(gang)石刀(dao)頭則用(yong)作堅固(gu)材料(liao)的(de)切(qie)開。
金剛石的(de)粒度決議了每克拉(la)(la)的(de)顆粒數(shu),粒度號越大,每克拉(la)(la)的(de)顆粒數(shu)就越多。由于(yu)金剛石刀頭的(de)切(qie)開面(mian)積上(shang)金剛石的(de)數(shu)目對東西的(de)壽數(shu)和功率耗費(fei)有影(ying)響。金剛石刀頭在鋸切(qie)東西的(de)切(qie)開面(mian)上(shang)的(de)出露狀況或凸(tu)出高(gao)度會影(ying)響材(cai)料切(qie)除率。