一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用戶在選擇和(he)使用金(jin)剛石(shi)涂層(ceng)刀具(ju)之前,必(bi)須(xu)了解有關金(jin)剛石(shi)涂層(ceng)刀具(ju)的以下幾點常識
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶(jing)(jing)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(也(ye)稱為類金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)碳——譯注(zhu))涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)是采用PVD工(gong)藝沉(chen)積的(de)(de)(de)(de)一種碳膜。它(ta)既具(ju)(ju)(ju)(ju)有一部分金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)SP3鍵,又具(ju)(ju)(ju)(ju)有一部分碳的(de)(de)(de)(de)SP2鍵;其成膜硬度(du)很(hen)高,但又低于金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜的(de)(de)(de)(de)硬度(du);其厚度(du)也(ye)比(bi)我們通常沉(chen)積的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜要薄一些。加(jia)工(gong)石(shi)(shi)(shi)墨時(shi),非晶(jing)(jing)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命是未涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)硬質合金(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)2-3倍(bei)。與之相比(bi),CVD金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)則是采用CVD工(gong)藝沉(chen)積的(de)(de)(de)(de)純金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng),加(jia)工(gong)石(shi)(shi)(shi)墨時(shi)的(de)(de)(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)壽(shou)命是硬質合金(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)12-20倍(bei),從而(er)可減少換(huan)刀(dao)次數,提(ti)高加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)可靠性和精度(du)一致性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳原子(zi)構(gou)成。某些(xie)材(cai)料受熱(re)時,會從金剛石(shi)中(zhong)吸出碳原子(zi)并在工件中(zhong)形成碳化(hua)物。鐵(tie)就(jiu)是此(ci)類材(cai)料之(zhi)一。用金剛石(shi)刀(dao)具加工鐵(tie)族材(cai)料時,摩擦產生的(de)熱(re)量會使(shi)金剛石(shi)中(zhong)的(de)碳原子(zi)擴散到鐵(tie)中(zhong),從而造成金剛石(shi)涂層因(yin)化(hua)學磨損而提前失效。
3、金剛石刀具的限制
重(zhong)(zhong)磨(mo)(mo)和(或(huo))重(zhong)(zhong)涂(tu)(tu)層的(de)金(jin)剛石(shi)涂(tu)(tu)層刀(dao)具質量難以保(bao)(bao)證由于刀(dao)具表(biao)面生成的(de)涂(tu)(tu)層為(wei)純金(jin)剛石(shi),因此(ci)用金(jin)剛石(shi)磨(mo)(mo)輪對刀(dao)具進行重(zhong)(zhong)磨(mo)(mo)需要耗費很長(chang)時間(jian)。此(ci)外,為(wei)使金(jin)剛石(shi)生長(chang)而采用的(de)刀(dao)具。制(zhi)備工藝會改變刀(dao)具表(biao)面的(de)化學(xue)特(te)性,由于涂(tu)(tu)層時要求對這(zhe)種(zhong)化學(xue)特(te)性進行非常精確(que)的(de)控(kong)制(zhi),因此(ci)刀(dao)具重(zhong)(zhong)新涂(tu)(tu)層的(de)效果難以得到(dao)保(bao)(bao)證。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與任(ren)何(he)其他(ta)刀具(ju)一樣,金剛石(shi)涂(tu)層刀具(ju)的壽命也各不相同,主要取決(jue)于被切削材料、選用(yong)的進給率和(he)(he)切削速度,以(yi)及工(gong)件的幾(ji)何(he)形狀等。一般來說,加(jia)工(gong)石(shi)墨(mo)的金剛石(shi)涂(tu)層刀具(ju)的壽命是未涂(tu)層硬質合金刀具(ju)的10-20 倍,在某些情況(kuang)下(xia)甚至可能(neng)更長(chang)。這(zhe)樣,就能(neng)用(yong)一把刀具(ju)完(wan)成幾(ji)乎任(ren)何(he)加(jia)工(gong)任(ren)務,無(wu)需(xu)因刀具(ju)磨損而(er)換刀,避免了加(jia)工(gong)中斷(duan)和(he)(he)重新校(xiao)準,從而(er)有可能(neng)實現無(wu)人值(zhi)守(shou)加(jia)工(gong)。在復合材料的加(jia)工(gong)中,也完(wan)全可能(neng)獲得較長(chang)的刀具(ju)壽命。
據報道,在加工高密度玻璃纖維、碳(tan)纖維和Gl0-FR4等(deng)難加工復合材料時(shi),金剛石(shi)涂層刀(dao)具(ju)(ju)的壽命(ming)可高達未涂層硬質合金刀(dao)具(ju)(ju)的70倍。
5、金剛石刀具存在的問題
金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層的(de)剝(bo)落(luo)可以(yi)(yi)預防涂層剝(bo)落(luo)是金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)一個嚴重(zhong)問(wen)題,也是一個常(chang)見問(wen)題(尤其在(zai)加工(gong)碳纖維之類(lei)材料時),會導致刀(dao)具(ju)壽命難以(yi)(yi)預測。上世紀90年代后(hou)期,界面化學特(te)性(xing)被(bei)確(que)定(ding)為(wei)是影響金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層粘(zhan)附性(xing)能的(de)重(zhong)要因素。通過選擇(ze)兼容性(xing)好的(de)硬質合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)化學特(te)性(xing)、采用適當的(de)預處理(li)技術和合(he)理(li)的(de)沉積(ji)反應(ying)條件,就有可能減(jian)輕或(huo)消(xiao)除金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層的(de)剝(bo)落(luo),穩定(ding)地實(shi)現(xian)平穩的(de)磨損模式。在(zai)顯微鏡(jing)下觀察正(zheng)常(chang)磨損的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層刀(dao)具(ju),可以(yi)(yi)發(fa)現(xian),金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)被(bei)穩定(ding)磨損直至硬質合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)基體,而(er)沒(mei)有發(fa)生崩刃或(huo)剝(bo)落(luo)。
二、金剛石刀具怎么選購
金剛石(shi)(shi)刀(dao)具(ju)中(zhong)最主要的(de)部件就是(shi)金剛石(shi)(shi),這是(shi)因為刀(dao)具(ju)工作時主要是(shi)金剛石(shi)(shi)與物(wu)體接觸進行(xing)切割或打磨(mo)。因此,對(dui)于金剛石(shi)(shi)刀(dao)具(ju)的(de)選(xuan)取(qu),也就是(shi)對(dui)金剛石(shi)(shi)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,鋸片刀頭非常銳利,鋸斷切割的(de)(de)(de)(de)效率極(ji)高,不過(guo)金(jin)(jin)剛石(shi)結塊的(de)(de)(de)(de)抵抗彎曲強度(du)會減(jian)小(xiao);金(jin)(jin)剛石(shi)顆粒較(jiao)(jiao)細(xi)或者粗(cu)的(de)(de)(de)(de)細(xi)的(de)(de)(de)(de)混(hun)雜的(de)(de)(de)(de)時候,鋸片(pian)刀頭就(jiu)能(neng)夠使(shi)用(yong)很持久(jiu),不過(guo)相對的(de)(de)(de)(de)效率較(jiao)(jiao)低。選取的(de)(de)(de)(de)時候金(jin)(jin)剛石(shi)的(de)(de)(de)(de)顆粒數目在50到(dao)60之間(jian)比(bi)較(jiao)(jiao)合適(shi)。
2、分布密度的選取
假如(ru)金剛石分布密度(du)(du)(du)由(you)小到(dao)大改(gai)變的(de)(de)時候(hou),鋸(ju)片(pian)銳利(li)性和鋸(ju)切功效會(hui)(hui)慢(man)慢(man)降(jiang)低(di),而導致運(yun)(yun)用(yong)期限會(hui)(hui)慢(man)慢(man)的(de)(de)變長(chang);不過密度(du)(du)(du)太大,鋸(ju)片(pian)會(hui)(hui)變得不鋒利(li)。假如(ru)運(yun)(yun)用(yong)的(de)(de)分布密度(du)(du)(du)較(jiao)低(di)、顆(ke)粒度(du)(du)(du)較(jiao)粗(cu),效率就會(hui)(hui)提升(sheng)。運(yun)(yun)用(yong)刀頭每個部位在鋸(ju)斷切割(ge)的(de)(de)時候(hou)功效是不一樣(yang)的(de)(de),運(yun)(yun)用(yong)不一樣(yang)濃度(du)(du)(du)時,鋸(ju)切流程中(zhong)刀頭運(yun)(yun)行中(zhong)出現中(zhong)間凹陷,對(dui)于避(bi)免(mian)鋸(ju)片(pian)偏擺很有好處。
3、強度的選取
強度太高的(de)金(jin)剛石會導致晶(jing)體不容易(yi)被切割,磨粒在(zai)運用的(de)時候被拋光,銳利(li)程度減小,引起工具的(de)性能變差;金(jin)剛石強度較低(di)的(de)時候,在(zai)晶(jing)體遭到(dao)沖(chong)擊(ji)后容易(yi)破碎,難以肩負(fu)起切削額責(ze)任。因此,最好選(xuan)擇金(jin)剛石強度在(zai)13到(dao)140N之間的(de)。
選(xuan)取金剛石刀具的(de)時候還需要(yao)注意(yi)的(de)是粘(zhan)結相的(de)選(xuan)取以(yi)及金剛石燒結工藝的(de)選(xuan)取,每一個方面都有需要(yao)注意(yi)的(de)地方,選(xuan)用的(de)時候一定(ding)要(yao)千萬注意(yi)。
三、金剛石刀具選購技巧
大家都(dou)知道在切開(kai)石材的過(guo)程(cheng)中(zhong),依(yi)據不一樣(yang)性質的石材和它的硬(ying)度不一樣(yang)的石材。在切開(kai)的過(guo)程(cheng)中(zhong)很是(shi)影響金剛石刀(dao)頭切割的效率的。
運(yun)用(yong)粒度(du)較(jiao)(jiao)大的金剛石出露程度(du)將有較(jiao)(jiao)快的材料(liao)切隊(dui)率。一般粗(cu)顆粒用(yong)于切開(kai)軟質材料(liao),而較(jiao)(jiao)小的粒度(du)金剛石刀(dao)頭則(ze)用(yong)作堅固材料(liao)的切開(kai)。
金剛石的(de)(de)粒(li)(li)度決議(yi)了每(mei)克(ke)拉(la)的(de)(de)顆粒(li)(li)數,粒(li)(li)度號越(yue)大,每(mei)克(ke)拉(la)的(de)(de)顆粒(li)(li)數就越(yue)多。由于金(jin)(jin)剛石(shi)刀(dao)頭(tou)的(de)(de)切(qie)(qie)開面積上金(jin)(jin)剛石(shi)的(de)(de)數目對東西的(de)(de)壽數和功率耗(hao)費有(you)影(ying)響(xiang)(xiang)。金(jin)(jin)剛石(shi)刀(dao)頭(tou)在鋸切(qie)(qie)東西的(de)(de)切(qie)(qie)開面上的(de)(de)出(chu)露狀況或凸出(chu)高度會影(ying)響(xiang)(xiang)材料切(qie)(qie)除率。