一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用(yong)戶在選擇和使用(yong)金(jin)剛石涂(tu)層刀具(ju)之前(qian),必須了解有關(guan)金(jin)剛石涂(tu)層刀具(ju)的(de)以下(xia)幾點常識
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(也稱為類金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)碳——譯注)涂層(ceng)是(shi)(shi)采用PVD工(gong)(gong)藝沉(chen)積(ji)的(de)(de)一(yi)種碳膜(mo)。它既具有(you)一(yi)部分(fen)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)SP3鍵,又具有(you)一(yi)部分(fen)碳的(de)(de)SP2鍵;其成膜(mo)硬度很高,但又低于金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)膜(mo)的(de)(de)硬度;其厚(hou)度也比我(wo)們通常沉(chen)積(ji)的(de)(de)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)膜(mo)要薄一(yi)些。加(jia)工(gong)(gong)石(shi)(shi)墨時,非晶金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂層(ceng)刀具的(de)(de)壽命是(shi)(shi)未涂層(ceng)硬質(zhi)合金(jin)(jin)刀具的(de)(de)2-3倍。與(yu)之相比,CVD金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)則是(shi)(shi)采用CVD工(gong)(gong)藝沉(chen)積(ji)的(de)(de)純(chun)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂層(ceng),加(jia)工(gong)(gong)石(shi)(shi)墨時的(de)(de)刀具壽命是(shi)(shi)硬質(zhi)合金(jin)(jin)刀具的(de)(de)12-20倍,從(cong)而(er)可(ke)減少換刀次數(shu),提(ti)高加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)可(ke)靠性和(he)精(jing)度一(yi)致性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳(tan)原(yuan)子(zi)構成。某些材(cai)(cai)料(liao)受熱時,會(hui)(hui)從(cong)金(jin)剛石(shi)中吸出碳(tan)原(yuan)子(zi)并在工件中形成碳(tan)化(hua)物。鐵就(jiu)是此類(lei)材(cai)(cai)料(liao)之一。用金(jin)剛石(shi)刀具加工鐵族材(cai)(cai)料(liao)時,摩擦(ca)產生(sheng)的(de)熱量會(hui)(hui)使(shi)金(jin)剛石(shi)中的(de)碳(tan)原(yuan)子(zi)擴散(san)到鐵中,從(cong)而造(zao)成金(jin)剛石(shi)涂(tu)層因化(hua)學磨損而提前失(shi)效。
3、金剛石刀具的限制
重(zhong)磨和(he)(或)重(zhong)涂(tu)(tu)層的(de)(de)金剛石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層刀(dao)(dao)(dao)具(ju)質量(liang)難(nan)以保證(zheng)由于刀(dao)(dao)(dao)具(ju)表面(mian)生(sheng)成的(de)(de)涂(tu)(tu)層為純(chun)金剛石(shi)(shi),因此(ci)用金剛石(shi)(shi)磨輪對刀(dao)(dao)(dao)具(ju)進(jin)行重(zhong)磨需要耗費很長時(shi)(shi)間。此(ci)外,為使(shi)金剛石(shi)(shi)生(sheng)長而采用的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)。制(zhi)備(bei)工(gong)藝會改變刀(dao)(dao)(dao)具(ju)表面(mian)的(de)(de)化學(xue)特(te)性,由于涂(tu)(tu)層時(shi)(shi)要求對這種化學(xue)特(te)性進(jin)行非常精確的(de)(de)控制(zhi),因此(ci)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)重(zhong)新涂(tu)(tu)層的(de)(de)效果難(nan)以得(de)到保證(zheng)。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與任(ren)何其他刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)一(yi)樣(yang),金剛(gang)石涂層刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)壽命也各不相同,主要取決于被切削材料、選用的(de)(de)進給(gei)率和(he)切削速(su)度(du),以及工(gong)件的(de)(de)幾(ji)何形(xing)狀等。一(yi)般來說,加(jia)(jia)工(gong)石墨(mo)的(de)(de)金剛(gang)石涂層刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)壽命是未涂層硬質合金刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)10-20 倍(bei),在某些情(qing)況下(xia)甚(shen)至可能更長。這樣(yang),就能用一(yi)把刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)完成(cheng)幾(ji)乎任(ren)何加(jia)(jia)工(gong)任(ren)務,無(wu)(wu)需(xu)因刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)磨損而換(huan)刀(dao)(dao)(dao),避免(mian)了(le)加(jia)(jia)工(gong)中斷和(he)重新(xin)校準,從而有(you)可能實現(xian)無(wu)(wu)人(ren)值守加(jia)(jia)工(gong)。在復合材料的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)中,也完全(quan)可能獲得較長的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)壽命。
據報道,在加工(gong)高密度(du)玻璃(li)纖(xian)維(wei)、碳纖(xian)維(wei)和(he)Gl0-FR4等難加工(gong)復合材料時,金剛石涂層刀具(ju)的壽命可高達(da)未涂層硬質合金刀具(ju)的70倍。
5、金剛石刀具存在的問題
金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)(de)剝落可(ke)以預(yu)防(fang)涂(tu)(tu)層(ceng)剝落是金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)刀具的(de)(de)(de)一個嚴重問(wen)題,也(ye)是一個常(chang)見問(wen)題(尤其在加工碳纖維之類材料(liao)時(shi)),會導致刀具壽(shou)命難(nan)以預(yu)測。上(shang)世紀(ji)90年代(dai)后(hou)期,界面(mian)化(hua)學(xue)特性被確定為是影(ying)響金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)粘附(fu)性能的(de)(de)(de)重要因素。通過選擇兼容性好(hao)的(de)(de)(de)硬質合(he)金(jin)化(hua)學(xue)特性、采用適當的(de)(de)(de)預(yu)處(chu)理技術和(he)合(he)理的(de)(de)(de)沉積反應條(tiao)件(jian),就(jiu)有可(ke)能減(jian)輕或(huo)消除金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)(de)剝落,穩定地實現(xian)平穩的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)模式(shi)。在顯(xian)微鏡(jing)下觀(guan)察正常(chang)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)的(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)刀具,可(ke)以發(fa)現(xian),金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)被穩定磨(mo)(mo)損(sun)(sun)直至硬質合(he)金(jin)基(ji)體,而沒有發(fa)生崩刃或(huo)剝落。
二、金剛石刀具怎么選購
金剛石刀具中最(zui)主要的部件就是(shi)金剛石,這(zhe)是(shi)因(yin)為刀具工作時主要是(shi)金剛石與物體接觸進行切割或打磨(mo)。因(yin)此,對(dui)于金剛石刀具的選取,也就是(shi)對(dui)金剛石的選取。
1、粒度的選取
金剛石的顆粒很粗并且只有單一顆粒的時候,鋸片刀頭非常銳(rui)利,鋸斷切割的(de)(de)(de)(de)效率(lv)極高(gao),不(bu)過(guo)金剛(gang)石(shi)結塊的(de)(de)(de)(de)抵抗彎曲強度(du)會減小;金剛(gang)石(shi)顆(ke)粒較(jiao)細(xi)或者粗的(de)(de)(de)(de)細(xi)的(de)(de)(de)(de)混(hun)雜的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候,鋸片(pian)刀頭就能夠使用(yong)很持久,不(bu)過(guo)相對的(de)(de)(de)(de)效率(lv)較(jiao)低。選取(qu)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候金剛(gang)石(shi)的(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒數目在50到60之(zhi)間比較(jiao)合(he)適(shi)。
2、分布密度的選取
假如(ru)金剛石分(fen)布密(mi)度由(you)小(xiao)到(dao)大改(gai)變的(de)時候,鋸(ju)片銳利性和鋸(ju)切(qie)(qie)功效會(hui)(hui)慢(man)慢(man)降低,而導致(zhi)運用期限會(hui)(hui)慢(man)慢(man)的(de)變長(chang);不過密(mi)度太大,鋸(ju)片會(hui)(hui)變得(de)不鋒利。假如(ru)運用的(de)分(fen)布密(mi)度較低、顆粒度較粗,效率就會(hui)(hui)提升。運用刀(dao)頭每個(ge)部(bu)位(wei)在鋸(ju)斷切(qie)(qie)割(ge)的(de)時候功效是不一(yi)樣(yang)的(de),運用不一(yi)樣(yang)濃度時,鋸(ju)切(qie)(qie)流(liu)程(cheng)中刀(dao)頭運行中出現(xian)中間凹陷,對于避(bi)免鋸(ju)片偏擺很(hen)有好處。
3、強度的選取
強(qiang)度太高的(de)金(jin)剛石會導(dao)致(zhi)晶體(ti)不容易(yi)被切(qie)割,磨粒(li)在運用的(de)時候被拋光,銳利程(cheng)度減小(xiao),引起工(gong)具的(de)性能變差;金(jin)剛石強(qiang)度較低(di)的(de)時候,在晶體(ti)遭到(dao)沖擊(ji)后(hou)容易(yi)破(po)碎,難以(yi)肩負起切(qie)削額責任。因此(ci),最(zui)好(hao)選擇金(jin)剛石強(qiang)度在13到(dao)140N之(zhi)間(jian)的(de)。
選取金剛石刀具的(de)(de)時(shi)候還需要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)(de)是粘(zhan)結(jie)相的(de)(de)選取以及金剛石燒結(jie)工藝(yi)的(de)(de)選取,每一個(ge)方面都有需要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)(de)地方,選用(yong)的(de)(de)時(shi)候一定(ding)要(yao)千萬注(zhu)意(yi)。
三、金剛石刀具選購技巧
大家都知道在切(qie)開石材的(de)過程中,依(yi)據(ju)不一樣(yang)性質的(de)石材和它(ta)的(de)硬度不一樣(yang)的(de)石材。在切(qie)開的(de)過程中很是影響金剛(gang)石刀(dao)頭切(qie)割的(de)效率的(de)。
運用(yong)粒度較大的金剛石(shi)出露程度將(jiang)有(you)較快的材料切(qie)隊(dui)率。一(yi)般(ban)粗顆粒用(yong)于切(qie)開(kai)軟質材料,而較小的粒度金剛石(shi)刀頭則用(yong)作(zuo)堅固(gu)材料的切(qie)開(kai)。
金剛石的(de)(de)(de)(de)粒(li)度決議了每克拉(la)的(de)(de)(de)(de)顆粒(li)數(shu),粒(li)度號越(yue)(yue)大,每克拉(la)的(de)(de)(de)(de)顆粒(li)數(shu)就越(yue)(yue)多。由于(yu)金剛石(shi)刀頭(tou)的(de)(de)(de)(de)切開(kai)面積上金剛石(shi)的(de)(de)(de)(de)數(shu)目(mu)對東(dong)西的(de)(de)(de)(de)壽數(shu)和(he)功率耗費(fei)有影(ying)響。金剛石(shi)刀頭(tou)在鋸切東(dong)西的(de)(de)(de)(de)切開(kai)面上的(de)(de)(de)(de)出露狀況或凸出高度會影(ying)響材料切除率。