CVD金刚石膜刀具的制造技术及其应用(二)
<p> 检验</p><p> 刀具刃口质量情况的检验通常用放大倍数为40~80倍的工具显微镜来观察。普通刀具的刃口锯齿度≤0.02mm。对于精度更高的刀具,通过研磨抛光后,刃口锯齿度≤0.005mm。另外,加工不同的工件材料,对刀具刃口质量的要求也有差异,刃磨CVD金刚石刀具应从实际应用情况出发,一味地追求高质量的刃口,这样既降低生产效率,又增加生产成本。</p>
<p> 三、CVD金刚石膜刀具加工复合材料的切削实验</p>
<p> 加工金属基SiC颗粒加强复合材料(SiCp/LY12)</p>
<p> CVD厚膜金刚石焊接刀具连续切削SiCp/LY12复合材料(HV>3000,SiCp所占重量比30%,粒度28µm)。</p>
<p> 刀具几何参数:</p>
<p> YS8:g0=0°,a0=12°,kr=90°,re=1.0mm,ls=0°
PCBN:g0=0°,a0=12°,kr=90°,re=0.1mm,ls=0°
PCD:g0=-4°,a0=9°,re=5.0mm </p>
<p> CVD厚膜:g0=3°,a0=13°,kr=75°,re=0.6mm。</p>
<p> TFD(CVD金刚石厚膜)刀具在加工38min时的后刀面磨损VB值约为0.05mm,PCD刀具约为0.16mm,厚膜刀具的耐磨性明显高于PCD刀具。其原因是金刚石厚膜是由纯金刚石晶粒组成的聚晶材料,而PCD金刚石是由金属Co、Ni作为粘接剂将金刚石烧结在一起的聚晶材料,金属Co使PCD刀具的耐磨性能有所降低。PCBN刀具的磨损比PCD和CVD厚膜刀具快得多,而细晶粒硬质合金YS8刀具则根本不能胜任。在生产中,应优选CVD厚膜或PCD刀具。</p>
<p> 加工树脂基玻璃纤维加强复合材料(GFRP)</p>
<p> 刀具几何参数:</p>
<p> PCBN:g0=0°,a0=8°,kr=45°,re=0.5mm,ls=0°
CVD薄膜:g0=-10°,a0=8°,re=4.0mm </p>
<p> CVD厚膜:g0=-8°,a0=8°,kr=45°,re=0.5mm,ls=0°
CVD厚膜刀具的耐磨性最好,CVD薄膜刀具次之,PCBN刀具更次之。GFRP的主要成分是SiO2(85HRA),加工时摩擦力较大,又是干切,故加工时温度较高,能导致刀具切削刃和后刀面的较快磨损。GFRP材料比SiCp/LY12的加工难度小,刀具寿命较长,实验用的三种刀具均可在生产中应用。</p>
<p> 总之,无论是CVD金刚石薄膜涂层刀具,还是CVD金刚石厚膜焊接刀具,如果能充分利用其优良的性能,取其之长,避彼之短,其应用前景是很好的。同时,一方面应继续提高CVD金刚石膜的生长技术,使其性能更加优良;另一方面,应改进CVD金刚石刀具的制造技术,使其更广泛地应用于各个领域。</p>
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