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[资料] CVD金刚石刀具的应用及其前景

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发表于 2011-6-10 15:19:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一、主要性能指标
1 ~+ {% ?) P6 A; w+ Y' B2 P: G1. 机械性能) B) p0 B: N! y- B- |
CVD金刚石刀具机械性能见表1。( b- V$ b( ?; L& A
由于CVD 金刚石(CVDD)为100%纯金刚石,其晶粒之间的间隙为基团间隙,而PCD是通过添加Co、Ni、Cu等金属结合剂高温高压而成,故二者是有区别的。单晶金刚石其价格昂贵,且受其几何尺寸大小和性能(解理—方向性)的限制,无法大量应用于品种多样的工具。
: w( \7 C9 R4 c  @表1 机械性能; m" c4 H/ F% Q8 X; W( a% S
性能
( U7 T" q/ u, b7 y# k" |* |7 i3 d纯金刚石) J+ c1 J' e$ L3 `0 ?3 n& w
CVD金刚石
" d9 t& x1 j+ X0 m硬度(kgf/mm2)
+ L, [5 s, i2 g/ L) l2 i" T>80000 o+ x7 A7 {" ]& C
>80006 B9 I4 z. a3 I. O: ?+ V/ M
密度(g/cm3)
9 M- Y# ~! r# Q" M/ a3.52! }# J/ y. m% i8 u
3.52; U) K5 z1 B) D) L
杨氏模量(GPa)
, t" M) U' K0 r5 o4 s>1200
; \7 Z+ a4 Z0 B8 K1 j# P4 ?$ X+ h>1000' A/ `% O9 H/ G+ Z2 H) p
断裂性(J/M)4 B+ r% x2 {# a1 ?: y& j
10
: h; `. m* R+ t" B/ Z3 g25
, @8 e7 O. N& C摩擦系数
* `& X' W0 Q) e& E" A& D( T! G0.1(相对于钢)
. F. g# ]- m0 h, k* O% p5 j0.16 S2 N; g0 G6 A8 R0 f! Z; j
热导率(W/cm·K)
( A+ D' b7 I; b7 r25
( N" n- _5 U6 ^  S8 C>20
' S$ O& s' a% E+ `- N" \磨耗比
6 w* f# S* @  \3 f7 c(111方向)>40×104+ {9 s' F% d, V  Q# j
>30×104
. ^3 s+ O* Y' B" y/ O7 }电阻率(Ω·cm). X9 M. ]4 P1 S* \/ v; B
不导电  N6 C0 g, O! L6 u. m" I2 L% Z, C
1014~10169 x3 p( o; f5 J1 X" j9 B
化学惰性
: S$ X3 w5 c: m& r& j常温下不溶于所有酸和碱
" @* r% X: r7 U& P# o5 s0 L8 K表2 CVDD与PCD刀具比较& Q* C4 b* o& c/ V: a& m9 _
特性- T% Q( K/ @5 e9 E
PCD7 u9 {" i8 L- k% u+ k- w8 q; h5 {
CVDD
! X& r# u5 K4 O. K! ^$ U) [材质结构; n' \1 X4 O6 P+ C  F
含Co粘结剂5 }  D, ~! k9 B6 ^" M
纯金刚石5 o7 I# K% b+ i# \0 [
耐磨性
1 D! C) |9 R) H- {5 Q! A随金刚石颗粒大小而变( Y, \: Y7 h1 p" W
高于PCD2~10倍7 O! X- K" B3 e- X# K
韧性(抗/ D2 K9 L( V' j) p
冲击性)
0 h3 y6 p% {6 k, l! K较好
! t8 I3 a+ s1 D/ {% B/ M, W0 Y略差. |" X" X; ~0 g+ ?6 |
耐温性: m- x6 I" w0 g8 \% f
低于500℃,热导率低
* z" d% P4 a3 c  H, |1 n$ _, d: A高于700℃,热导率高
  H) G- t+ L' d- a0 a8 n化学稳定性
  R. x1 Z' n/ g, ~% c5 f4 ~( x' g: t: m  K: A( a, V

6 e3 I" f! N: Q: F) q适用性
6 R1 v8 F6 a% G( ?8 b$ d, E粗加工、精加工7 I' A' I+ t. w; h- t6 U4 b; m6 @: P
湿切
/ \. {, ]0 P3 e+ R! ?不适于加工有机复合材料3 q7 E* {) ~0 d% r% h. K
精加、半精加、连续切削
% M. U, V8 E" z9 ^; p湿切、干切
$ w, b, R+ O- J6 U适于加工有机复合材料
6 ?6 F5 ]8 t# x. c1 {8 a0 Z0 o/ R 633978768431406250.jpg
, [: V( u, z! GCVDD膜的制造成本图
1 b/ }  T6 \3 I% A3 x" E据2000年De-Beers公司资料显示,新型的导电型的CVDD即将出现,故CVDD的加工工艺也会发生变化,可能用电加工方式代替传统的激光加工和磨削加工的方式,使其在复杂形状刀具、成形刀具方面广泛应用。另外,涂层金刚石工具的出现及使用,也将推动CVDD在机械加工方面的应用。如国内有上海交通大学的涂层刀具,国外有美国的SP3公司的P1-diamoiid涂层刀具等。, M& B, J3 l  c# }+ g7 A
随着CVDD制作成本进一步降低(见附图)在各方面的应用将会越来越广泛。
# @. S- ]: M% N$ u6 e金刚石材料被誉为21 世纪的材料,在这个超精密加工的时代,应该用好金刚石材料,开发出更多更好的刀具。
3 K" `3 I  S, [( b文章关键词:
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