超硬材料網(wǎng)

　　為了滿足當(dāng)今世界環(huán)保的挑戰(zhàn)，汽車制造生產(chǎn)的趨勢(shì)聚焦于降低燃油消耗和減輕汽車重量。這些要求通過(guò)研發(fā)機(jī)械性能更高的新材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些材料的開(kāi)發(fā)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)時(shí)，不利的一面是這些新型材料對(duì)加工來(lái)說(shuō)總是硬度更高且更耐磨。隨著新型材料在各類工業(yè)零部件中的廣泛應(yīng)用，刀具材料也相應(yīng)地得到快速的發(fā)展。讓我們關(guān)注節(jié)約時(shí)間和提高經(jīng)濟(jì)性的新刀具。在聚晶金剛石(PCD)的刀具系列中，進(jìn)展也越來(lái)越快。第一次合成是在二十世紀(jì)五十年代，PCD現(xiàn)在在全球范圍內(nèi)使用，并被看成是強(qiáng)有力的節(jié)約成本的刀具解決方案。有色工件材料范圍內(nèi)，對(duì)于一系列的非鐵系工件材料，如鋁合金、塑料、增強(qiáng)塑料、陶瓷、石墨和范圍廣泛的其它工件材料，它是一種性能無(wú)與倫比的刀具材料。
　　
　　PCD刀具特性
　　
　　金剛石
　　
　　金剛石本質(zhì)上是一種純碳。已知的碳有兩種形態(tài)：石墨和金剛石。在石墨形態(tài)中，碳原子為六邊形排列，在一個(gè)平面內(nèi)的原子間距大，這使得材料很軟。但是就金剛石而言，碳原子是以一種等軸或立方的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列。正是這種獨(dú)特的碳原子緊密連接的排列使得金剛石成為人類已知硬度最高的材料。
　　
　　制備工藝
　　
　　PCD是由大量隨機(jī)定向的金剛石顆粒在極困難的條件下進(jìn)行人工合成得到的。它通過(guò)在高壓高溫下燒結(jié)精選的金剛石顆粒進(jìn)行制備。燒結(jié)過(guò)程在金剛石穩(wěn)定區(qū)內(nèi)被嚴(yán)格地控制，于是生產(chǎn)出一種極硬且耐磨的結(jié)構(gòu)。
　　
　　特性
　　
　　以聚晶形態(tài)組成的金剛石提供了一種強(qiáng)大的切削刀具，它提供極好的硬度及由此得到的耐磨性，并與聚晶結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的極佳韌性相結(jié)合。此外，金剛石擁有所有刀具材料中最高的導(dǎo)熱性，使得熱量迅速?gòu)那邢魅袀鬟f出來(lái)。
　　
　　除PCD與鐵的高親合力以外，PCD不會(huì)與工件材料粘結(jié)，在正確的切削參數(shù)下，積屑瘤是最小化的。所有的Secomax PCD刀具都擁有鏡面拋光的前刀面，提供最低的摩擦系數(shù)和光滑的切削刃。
　　
　　工件材料
　　
　　鋁合金
　　
　　鋁合金已成為交通工業(yè)需求的致力于減輕重量的理想材料。盡管鋁合金的生產(chǎn)在能量消耗上具有更大的初始需求，但在長(zhǎng)期運(yùn)作中證明有更多的益處，這些合金的性能將超過(guò)其它與其競(jìng)爭(zhēng)的材料。純鋁的硬度低、耐腐蝕。舉例講，添加銅或鎂等合金元素將使該材料具有更高的強(qiáng)度。巿場(chǎng)上有很多種鋁合金，最著名的莫過(guò)于分別用于汽車與航空航天行業(yè)的2000及6000系列。鍛造和鑄造鋁合金之間有明顯的分界線，各有幾種不同的材質(zhì)等級(jí)，而且有各式各樣的硬化處理性能。
　　
　　對(duì)于硅（Si）含量低到中等的硅合金來(lái)說(shuō)，PCD在銑削應(yīng)用與粗加工中提供了最好的耐磨性。所遭遇到的最常見(jiàn)的問(wèn)題應(yīng)該是積屑瘤。即使是很高的切削速度，加工低硅鋁合金時(shí)也會(huì)發(fā)生這種情況。切削刃的幾何角度和質(zhì)量必須要被小心地應(yīng)用。
　　
　　采用這樣的參數(shù)，當(dāng)與工件的接觸時(shí)間越久，產(chǎn)生的熱量上升，其直接的影響就是刀具壽命的縮短。
　　
　　對(duì)于加工高硅鋁合金，PCD的耐磨性被完全地利用。關(guān)于這些材料的一些研究突出了刀具磨損與硅顆粒大小之間的關(guān)系，硅顆粒越大導(dǎo)致工件的耐磨性提高。刀具的質(zhì)量對(duì)于鋁合金加工應(yīng)用的成功將有相當(dāng)重要的作用：跳動(dòng)量低將防止切削刃的負(fù)載不一致。