聚晶金剛石(PCD)刀具加工鋁制工件具有刀具壽命長、金屬切除率高等優(yōu)點
PCD刀具的基本特點:具有極高硬度和獨特機械性能的PCD復合片是由金剛石顆粒和催化劑的混合物在高溫高壓下燒結(jié)而成,在合成過程中產(chǎn)生了金剛石顆粒共生物
,并在金剛石顆粒之間建立起連接“橋”,從而獲得具有催化劑島狀結(jié)構(gòu)、類似于整體金剛石的PCD材料。PCD材料的結(jié)構(gòu)與PCBN(聚晶立方氮化硼)材料不同。在PCBN材料中,CBN粒子之間并無實際粘結(jié)物;而PCD材料中則存在共生物,金剛石顆粒之間通過晶格“橋”相互連接。PCD刀具牌號是以金剛石顆粒的粒度進行分類
PCD刀具的價格變化:以往價格昂貴一直是影響用戶廣泛接受PCD刀具的一個主要障礙
汽車制造業(yè)推動了PCD刀具發(fā)展:美國汽車制造商為了迎合美國消費者偏愛寬大轎車的習慣,同時又要考慮經(jīng)濟不景氣的影響以及適應(yīng)CAFE節(jié)能標準的要求
鋁金屬基復合材料是通過在鋁合金基體中添加陶瓷纖維(或微粉)制成
PCD刀具的正確使用:切削加工鋁合金材料時
PCD刀具的正確應(yīng)用是獲得滿意加工效果的前提
但一般來說,為了減小切削力
PCD刀片的成功應(yīng)用不僅僅取決于合理選用刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)(如PCD車刀常用的進給率范圍為0.13mm/r(精車)~0.38mm/r(粗車)),有時還需要刀具供應(yīng)商對刀具使用中遇到的問題提供解決方案
機床剛性與切削速度:雖然金剛石具有極高的硬度
大多數(shù)切削加工所用的PCD刀具都是在硬質(zhì)合金刀體上焊接一片PCD刀尖制成
,因此焊接部位的整體性對于PCD刀具的加工壽命起著至關(guān)重要的作用。過高的切削溫度可能引起焊料軟化,造成PCD刀尖脫落;過大的切削深度(超過PCD刀尖長度的60%)也可能對焊接部位造成沖擊和破壞。如果焊接部位的整體性出現(xiàn)問題,可通過降低切削速度和(或)減小切削深度來降低PCD刀尖處的溫度。PCD刀具可分為表面加工刀具和孔加工刀具兩大類。PCD刀具對鋁合金材料進行表面加工時
,通常不需要使用冷卻液;而進行鉆孔或鏜孔等半封閉式加工時,則需要確保排屑順暢以及對切削刃的冷卻與潤滑。刀具夾頭的剛性對于PCD刀具的使用也十分重要
。如果刀具夾頭剛性不足,使用再好的刀具也難以獲得滿意的加工表面光潔度。刀具制造商推薦PCD刀具用戶使用HSK刀柄(夾頭),這種刀柄剛性高、夾緊可靠、扭矩傳遞性能好,非常適合PCD刀具的高速切削。PCD刀具技術(shù)的新發(fā)展:為了滿足用戶對PCD刀具切削性能不斷提高的要求
,在競爭激烈的PCD刀具市場占有更大份額,刀具制造商正不斷對PCD刀具技術(shù)進行改進與提高。碩朔五金結(jié)合國外公司通過優(yōu)化PCD燒結(jié)工藝,促使金剛石顆粒之間生成的共生物增大,從而提高了粗顆粒PCD刀具的耐磨性。公司開發(fā)的CTH025牌號的耐磨性比同類型粗顆粒PCD牌號提高了25%~30%,該牌號被設(shè)計用于切削具有高耐磨性的鋁金屬基復合材料(MMC)。司還推出了一種新型PCD牌號,這種牌號原來是為對刀具韌性要求極高的采礦業(yè)開發(fā)的,其特點是每片刀片材料中都分布著各種不同粒度尺寸的金剛石顆粒,例如:牌號CTM302的材料中包含了粒度尺寸從2m到30m的金剛石顆粒。這種由大、小粒度混合構(gòu)成的刀具切削刃性能相當于金剛石粒度為10m的刀片性能,而刀具的壽命則超過了僅由單一粗顆粒金剛石制成的PCD刀具。幾年前
,美國Sumitomo ElectricCarbide公司曾推出一種稱為DA2200的亞微細粒度(0.5m)的PCD牌號,該牌號的PCD刀具可加工出極高的工件表面光潔度,且具有幾乎可與硬質(zhì)合金媲美的高強度。為了應(yīng)對近來PCD刀具大幅降價的壓力,該公司又開發(fā)了價格較低的DA2200牌號刀具以替代價格較貴的原型刀具。由于采用了先進的PCD燒結(jié)工藝,從而可制備出PCD金剛石層厚度僅為標準厚度1/3的DA2200復合片,用這種復合片制造的刀具與金剛石層較厚的PCD刀具強度相同,但所消耗的金剛石材料以及刀坯磨削工序中的材料去除量顯著減少,從而降低了刀具的制造成本。近來,采用PCD刀尖的多功能旋轉(zhuǎn)刀具的開發(fā)與應(yīng)用日漸增多
。這種刀具可在一次走刀中完成鉆孔、擴孔、倒角、精修等多道孔加工工序,用于汽車制造業(yè)可有效降低加工成本,如一把多功能PCD刀具在需要重磨前可加工多達幾千件汽車傳動箱零件。ClappDiCO公司新開發(fā)了一種不需重磨的超速(SuperSpeed)PCD銑刀
。該銑刀上裝夾了多個不需重磨的小刀尖PCD刀片,刀片上的斷屑槽可實現(xiàn)對切屑的有效控制;銑刀刀體采用輕型不銹鋼制造,可避免耐磨鋁合金切屑和冷卻/沖洗液對刀體的損害。該銑刀上還集成了一個由凸輪驅(qū)動的軸向調(diào)節(jié)裝置,可對PCD刀片的軸向尺寸進行精確微調(diào),并實現(xiàn)了刀具硬件結(jié)構(gòu)的最小化。 隨著PCD刀具切削性能的不斷提高和PCD刀具價格的不斷下降,PCD刀具對于廣大用戶具有了前所未有的吸引力,這將有力推動PCD刀具的普及應(yīng)用以及PCD刀具技術(shù)更快地向前發(fā)展。以上資料由蘇州碩朔五金工具有限公司查找相關(guān)資料整理發(fā)布(http://www.openvp.cn/bbx/1083693-1083693.html),轉(zhuǎn)載請注明出處
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