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新型刀具材料的定义

Time:2024年01月09日 Read:126 评论:0 作者:访客

硬质合金刀具材料:在各种硬质合金刀具材料中,添加少量的稀土元素,均可有效地提高硬质合金的断裂韧性和抗弯强度。硬质合金的耐磨性和硬度也有一定的改善。因此,刀具在正常磨损下的使用寿命得以延长,抗冲击性能能够提高。稀土元素蕴藏量丰富,价格也不贵,故这种硬质合金刀具材料极有应用前景。
超硬刀具材料:主要是指金刚石刀具和立方氮化硼(CBN)刀具,属于刀具材料的新产品,在解决难加工材料的切削、提高生产效率、保证加工精度、降低生产成本方面具有明显的优势。随着,数控机床技术的不断发展越来越的行业需要超硬刀具,并且最近美国专家研发出了一种立方氮化硼超硬刀具材料比金刚石的硬度还要硬。

什么材质的刀片最硬

超硬刀具材料是指与天然金刚石的硬度、性能相近的人造金刚石和CBN(立方氮化硼)。由于天然金刚石价格比较昂贵,所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它们的复合材料。
早在50年代,美国就利用人造金刚石微粉和人造CBN微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具材料。之后,南非戴比尔(DeBeers)公司、前苏联和日本也相继研制成功。70年代初又推出了金刚石或CBN和硬质合金的复合片,它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层0.5mm~1mm的PCD或PCBN而成,从而解决了超硬刀具材料抗弯强度低、镶焊困难等问题,使超硬刀具的应用进入实用阶段。目前,又出现了人工合成大单晶金刚石,以及用CVD(化学气相沉积)法制出的金刚石薄膜涂层和金刚石厚膜等功能性材料,大大拓宽了超硬刀具材料的应用领域。
我国超硬刀具材料的研究与应用开始于70年代,并于1970年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂--第六砂轮厂,从1970~1990年整整20年中,超硬材料年产量仅从46万克拉增至3500万克拉。90年代前后不少超硬材料生产专业厂从国外引进了成套的超硬材料合成设备及技术,产量得到迅速增加,至1997年我国人造金刚石年产量就已达到5亿克拉左右,CBN年产量达800万克拉,跃居世界上超硬材料生产大国之首。
超硬刀具材料应用前景
超硬刀具材料是一种先进的刀具材料,在生产中有着广阔的应用前景。人造超硬刀具材料,目前单晶的向粗颗粒、高强度、多功能方向发展。美国GE公司现可工业生产出6克拉重的人造金刚石(约10mm),最大颗粒达11.14克拉重。PCD则向大直径、细粒度、高抗冲击、高热稳定性方向发展。
PCD最大直径已可达74mm,然后用激光切割成所需的任何形状。PCD颗粒的商品尺寸为2μm~25μm;颗粒越细,切削刃的质量越好;颗粒越大,刀具使用寿命越长。DeBeers公司生产的PCBN产品,最大直径为101.6mm,可加工70HRC的高硬度材料。此外,据英国专利介绍,英国还研制出一种在PCD和PCBN刀片外表面上用CVD法沉积一层镍、铜、钛、钴、铬、钽的混合物,以及氮化钛或碳化钛的防护涂层,其耐磨性可比普通PCD和PCBN刀片高4倍。
CVD金刚石薄膜和厚膜是近几年新研制出的功能性材料,尽管至今生产还未形成规模,但因其性能优异,有着广泛的用途。
天然和人工合成的单晶金刚石,以及PCD和TFD之间存在着相互交叉的应用领域,它们在一定程度上能相互补充,须根据不同具体情况,特别是性能价格比加以选用。预计在新世纪,超硬刀具材料CBN和金刚石将得到更多的应用,可能会发现制造出崭新的刀具材料的品种,具有更优异的性能。据Lellond公司介绍,他们开发了一种由陶瓷+CBN的超硬复合材料,它兼有陶瓷和CBN两种材料的优点,是高速加工高硬耐磨铸铁的理想材料。又如,用石墨原料合成的金刚石聚晶体,而当今的金刚石为C12,已有研究,同位素C13和C60则更为坚硬。前几年,武汉大学研制出一种C3N4/TiN薄膜,亦具有超硬材料性质,用其涂覆在高速钢钻头上,可使钻头寿命大大提高。可以预料,今后随着各种新型难切削材料应用的增多,必将促进超硬刀具材料进一步的发展与应用。

标签: 刀片  材质  什么 

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