Вставки из поликристаллического алмаза и карбида (PCD/CC)
Алмазы PCD/CC наиболее широко используются для обработки композитов с металлической матрицей. Он формируется путем спекания или прессования слоя поликристаллического алмазного поликристаллического алмаза толщиной {{0}}.5-1 мм на поверхность твердосплавной подложки с хорошей прочностью и ударной вязкостью. Прочность на изгиб этого композитного лезвия в основном такая же, как у цементированного карбида, а твердость рабочей поверхности близка к твердости поликристаллического алмаза PCD, свариваемость хорошая, переточка проста, а стоимость низкий. Типичная вставка из поликристаллического алмаза и карбида вольфрама имеет плоскую или листовую форму, а затем вырезается лазером до нужной формы и размера вставки. PCD / CC обычно свариваются или закрепляются на станке и превращаются в различные режущие инструменты, такие как точение, сверление, фрезерование, штамповка, развертывание, расточка и пиление. Производительность PCD/CC связана с размером алмазных зерен. De Beers производит вставки из поликристаллического алмаза сортов 002, 010 и 025 со средним размером зерна 2 мкм, 10 мкм и 25 мкм соответственно. Чем больше размер зерна, тем выше агрегация объема алмаза, тем лучше износостойкость и выше стойкость инструмента, но качество режущей кромки несколько хуже, что затрудняет изготовление высокоточного инструмента. Напротив, мелкозернистые инструменты имеют тупой радиус режущей кромки (обычно 1-2 инструментов с ПКА), а качество обработанной поверхности хорошее. Поэтому кристаллические зерна поликристаллов постоянно измельчаются, и встречаются мелкие кристаллы с кислотностью 1 или даже менее 0,5. С этой целью необходимо всесторонне учитывать срок службы инструмента и качество обработанной поверхности, чтобы выбрать соответствующую марку поликристаллического алмаза и композитных вставок из цементированного карбида.
ХОП алмаз
Алмаз CVD представляет собой чистый алмазный материал с высокой износостойкостью, без связующих веществ, который готовится при низком давлении (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD формируется путем нанесения слоя пленочного алмаза толщиной менее 50 мкм (обычно 10~30 мкм), состоящего из поликристаллов, на подложку из цементированного карбида (широко известную как сплав K-типа) с помощью процесса CVD (химическое осаждение из паровой фазы). . Использование показало, что инструменты с алмазным покрытием CD не подходят для обработки композитов с металлической матрицей, потому что твердые частицы в композите могут быстро изнашиваться через покрытие на поверхности инструмента.
TFD заключается в нанесении толстой алмазной пленки без подложки толщиной до 3-5 мм, а затем разрезании толстой пленки на мелкие кусочки определенной формы в соответствии с потребностями, а затем приваривании ее к цементированному карбиду для формирования составное лезвие или инструмент.
TFD обладает хорошими комплексными характеристиками, у него нет недостатка анизотропии природного алмаза, поскольку нет металлической связи, низкое содержание примесей и чистота близка к 100 процентам, поэтому твердость и теплопроводность выше, чем у PCD , коэффициент трения меньше, химическая стабильность лучше, а характеристики композитов с металлической матрицей довольно хорошие.
Показаны кривые износа инструмента для 40 процентов SiCP A356MMC с двумя алмазами, PCD и TFD. Условия резания, использованные в испытании на рис. 2, следующие: скорость резания 400 м/мин, скорость подачи 0,05 мм/об, величина обратного резания (глубина резания) 0,5 мм и смазочно-охлаждающая жидкость. Из рисунка 2 видно, что толстопленочный алмазный TFD лучше всего подходит для обработки композитов с 40-процентной металлической матрицей SiCP; PCD025 занимает второе место, а PCD002 имеет самую низкую стойкость инструмента. В Таблице 1 показаны параметры резания, рекомендованные De Beers для обработки композитов с металлической матрицей пластинами из поликристаллического алмаза марки SYNDITE 025. Исследования показывают, что с увеличением скорости резания и уменьшением подачи величина Ra шероховатости обрабатываемой поверхности будет уменьшаться, а величина обратного резца существенного влияния на Ra не оказывает. Поэтому при чистовой обработке скорость резания должна принимать большее значение в таблице 1, а скорость подачи – меньшее значение.
Обработка композитов с металлической матрицей алмазом может быть сухой или влажной. Однако из-за низкой термической стабильности алмаза он будет карбонизироваться (т.е. графитироваться) при 700-800 градусах Цельсия, что резко сократит срок службы инструмента. Если смазочно-охлаждающая жидкость используется для мокрой резки, можно снизить температуру резания и увеличить срок службы инструмента. Однако перед тем, как инструмент врежется в заготовку, следует залить смазочно-охлаждающую жидкость до завершения резки. Смазочно-охлаждающая жидкость должна подаваться непрерывно, а не прерывисто, в противном случае инструмент может быть легко поврежден или сколот. Точно так же во время процесса резки необходимо избегать остановки или изменения количества резки, насколько это возможно.