超硬刀具材料.doc

发展概况编辑国外发展状况早在 50 年代,美国就利用人造金刚石微粉和人造 CBN 微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为***材料。之后, 南非戴比尔( DeBeers ) 公司、前苏联和日本也相继研制成功。 70 年代初又推出了金刚石或 CBN 和硬质合金的复合片,它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层 ~ 1mm 的 PCD 或 PCBN 而成, 从而解决了超硬***材料抗弯强度低、镶焊困难等问题, 使超硬***的应用进入实用阶段。目前, 又出现了人工合成大单晶金刚石,以及用 CVD (化学气相沉积)法制出的金刚石薄膜涂层和金刚石厚膜等功能性材料,大大拓宽了超硬***材料的应用领域。中国发展状况我国超硬***材料的研究与应用开始于 70 年代, 并于 1970 年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂--第六砂轮厂,从 1970 ~ 1990 年整整 20 年中, 超硬材料年产量仅从 46 万克拉增至 3500 万克拉。 90 年代前后不少超硬材料生产专业厂从国外引进了成套的超硬材料合成设备及技术, 产量得到迅速增加,至 1997 年我国人造金刚石年产量就已达到 5 亿克拉左右, CBN 年产量达 800 万克拉, 跃居世界上超硬材料生产大国之首。 3应用背景编辑随着材料工业及精密***的发展,精密切削、超精密切削和难切削材料使用的增多,超硬***材料的应用日益广泛。超硬材料***具有工效高、使用寿命长和加工质量好等特点,过去主要用于精加工, 近几年来由于改进了人造超硬***材料的生产工艺, 控制了原料纯度和晶粒尺寸, 采用了复合材料和热压工艺等, 应用范围不断扩大, 除适于一般的精加工和半精加工外, 还可用于粗加工,被国际上公认为是当代提高生产率最有希望的***材料之一。利用超硬材料加工钢、铸铁、有色金属及其合金等零件, 其切削速度可比硬质合金高一个数量级, ***寿命可比硬质合金高几十、甚至几百倍。同时它的出现, 还使传统的工艺概念发生变化, 利用超硬***常常可直接以车、铣代磨(或抛光), 对淬硬零件加工, 可用单一工序代替多道工序, 大大缩短工艺流程。 4本质编辑人工合成单晶金刚石的尺寸、形状和性能都具有良好的一致性,目前由于高温高压的技术日趋成熟,能够制备具有一定尺寸的人工合成单晶金刚石, De Beers 公司和美国生产的合成单晶金刚石颗粒尺寸可达 9-10mm, 使其在生产中应用迅速发展。尤其在加工高耐磨的层状木板时,其性能要优于 PCD 金刚石,不会引起刃口过早钝化。人造聚晶金刚石(PCD) 人造聚晶金刚石复合片() PCD 又称金刚石烧结体, 是在高温超高压条件下, 通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚合成的多晶体材料。其硬度虽低于天然单晶金刚石, 但它是随机取向的金刚石晶粒的聚合, 属各向同性, 用作***时可以任意取向刃磨, 无需像 ND 必须选用最佳的解理面作为前刀面。在切削时,切削刃对意外损坏不很敏感,抗磨损能力也很强,可长时间保持锋利的切削刃, 加工时可采用很高的切削速度和较大的吃刀量( 例如在车削或镗削铝合金、黄铜、青铜及其合金时, 切削速度为 300-1000m/min, 进给量为 -, 吃刀量可达 10mm), 使用寿命一般高于硬质合金(WC 基) *** 10-500 倍