一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用戶在(zai)選擇(ze)和(he)使用金剛石(shi)涂層(ceng)(ceng)刀具之前,必(bi)須(xu)了解(jie)有關金剛石(shi)涂層(ceng)(ceng)刀具的(de)以(yi)下幾點常識
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(也(ye)(ye)稱(cheng)為類金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)碳——譯注)涂(tu)(tu)層是(shi)采(cai)用PVD工(gong)藝沉積(ji)的(de)(de)(de)一(yi)種碳膜(mo)。它(ta)既具(ju)(ju)有(you)一(yi)部(bu)分(fen)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)SP3鍵,又具(ju)(ju)有(you)一(yi)部(bu)分(fen)碳的(de)(de)(de)SP2鍵;其(qi)成膜(mo)硬(ying)(ying)度很高,但又低(di)于金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)膜(mo)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度;其(qi)厚度也(ye)(ye)比(bi)我們通常沉積(ji)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)膜(mo)要(yao)薄一(yi)些。加(jia)工(gong)石(shi)(shi)墨時,非晶金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)壽命(ming)是(shi)未涂(tu)(tu)層硬(ying)(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)2-3倍(bei)。與之(zhi)相比(bi),CVD金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)則(ze)是(shi)采(cai)用CVD工(gong)藝沉積(ji)的(de)(de)(de)純金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層,加(jia)工(gong)石(shi)(shi)墨時的(de)(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)壽命(ming)是(shi)硬(ying)(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)12-20倍(bei),從而可減少換刀(dao)次(ci)數,提高加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)可靠性和(he)精度一(yi)致性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳原(yuan)子(zi)構成。某些(xie)材料(liao)(liao)(liao)受熱(re)時,會從(cong)(cong)金(jin)剛石(shi)(shi)中(zhong)吸出碳原(yuan)子(zi)并在(zai)工(gong)件中(zhong)形成碳化物。鐵就是此類材料(liao)(liao)(liao)之一。用金(jin)剛石(shi)(shi)刀具加工(gong)鐵族材料(liao)(liao)(liao)時,摩擦產生的熱(re)量會使金(jin)剛石(shi)(shi)中(zhong)的碳原(yuan)子(zi)擴散到鐵中(zhong),從(cong)(cong)而造成金(jin)剛石(shi)(shi)涂層因化學磨損而提前(qian)失(shi)效(xiao)。
3、金剛石刀具的限制
重磨和(或)重涂(tu)層的(de)(de)(de)金(jin)(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)(dao)(dao)具(ju)質量(liang)難以保(bao)(bao)證(zheng)由于(yu)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)表(biao)面(mian)生成的(de)(de)(de)涂(tu)層為(wei)純金(jin)(jin)剛石,因(yin)此用(yong)金(jin)(jin)剛石磨輪對刀(dao)(dao)(dao)具(ju)進行重磨需要耗費很(hen)長時間。此外(wai),為(wei)使金(jin)(jin)剛石生長而采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)。制備(bei)工藝會(hui)改變刀(dao)(dao)(dao)具(ju)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)化學特(te)性(xing),由于(yu)涂(tu)層時要求對這種化學特(te)性(xing)進行非(fei)常精確的(de)(de)(de)控制,因(yin)此刀(dao)(dao)(dao)具(ju)重新涂(tu)層的(de)(de)(de)效果(guo)難以得到保(bao)(bao)證(zheng)。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與(yu)任何其他刀(dao)具(ju)一(yi)樣,金剛石(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)(de)壽(shou)命也(ye)各(ge)不相同,主要取決(jue)于被(bei)切(qie)(qie)削(xue)材料(liao)、選用的(de)(de)進給率(lv)和切(qie)(qie)削(xue)速度,以及工(gong)(gong)件的(de)(de)幾(ji)何形狀等。一(yi)般(ban)來說,加(jia)(jia)工(gong)(gong)石(shi)墨的(de)(de)金剛石(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)(de)壽(shou)命是未(wei)涂層硬質合(he)金刀(dao)具(ju)的(de)(de)10-20 倍(bei),在某些情況下甚至可(ke)能(neng)更(geng)長(chang)。這樣,就能(neng)用一(yi)把(ba)刀(dao)具(ju)完成幾(ji)乎任何加(jia)(jia)工(gong)(gong)任務,無(wu)需因刀(dao)具(ju)磨損而換刀(dao),避(bi)免(mian)了加(jia)(jia)工(gong)(gong)中(zhong)斷(duan)和重(zhong)新校準,從而有可(ke)能(neng)實現無(wu)人值守加(jia)(jia)工(gong)(gong)。在復(fu)合(he)材料(liao)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)中(zhong),也(ye)完全可(ke)能(neng)獲(huo)得較(jiao)長(chang)的(de)(de)刀(dao)具(ju)壽(shou)命。
據(ju)報道(dao),在(zai)加工高(gao)(gao)密度玻璃纖維(wei)(wei)、碳纖維(wei)(wei)和Gl0-FR4等難加工復合(he)材料時,金剛石涂(tu)(tu)層刀具的壽命可高(gao)(gao)達未涂(tu)(tu)層硬質(zhi)合(he)金刀具的70倍。
5、金剛石刀具存在的問題
金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)涂(tu)層的(de)剝(bo)落(luo)可(ke)以預防涂(tu)層剝(bo)落(luo)是金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)涂(tu)層刀具(ju)(ju)的(de)一(yi)個嚴重問題,也是一(yi)個常見問題(尤其(qi)在加工碳纖維之類材料(liao)時(shi)),會導致刀具(ju)(ju)壽命難以預測(ce)。上世(shi)紀90年代后(hou)期(qi),界面化(hua)學特性(xing)被(bei)確(que)定為是影響金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)涂(tu)層粘附(fu)性(xing)能的(de)重要(yao)因素。通過選擇兼容性(xing)好(hao)的(de)硬質合金(jin)化(hua)學特性(xing)、采用適當的(de)預處理(li)技術和合理(li)的(de)沉積反應條件,就有(you)可(ke)能減輕或(huo)消除(chu)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)涂(tu)層的(de)剝(bo)落(luo),穩定地實(shi)現平穩的(de)磨損模(mo)式。在顯微鏡下觀察(cha)正常磨損的(de)金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)涂(tu)層刀具(ju)(ju),可(ke)以發現,金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)被(bei)穩定磨損直(zhi)至(zhi)硬質合金(jin)基體,而沒有(you)發生崩刃或(huo)剝(bo)落(luo)。
二、金剛石刀具怎么選購
金(jin)(jin)剛石(shi)刀(dao)具(ju)中最主要的(de)部件就(jiu)是金(jin)(jin)剛石(shi),這是因為刀(dao)具(ju)工(gong)作時主要是金(jin)(jin)剛石(shi)與物體(ti)接(jie)觸進行(xing)切割(ge)或打磨。因此,對(dui)于金(jin)(jin)剛石(shi)刀(dao)具(ju)的(de)選取,也就(jiu)是對(dui)金(jin)(jin)剛石(shi)的(de)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(ju)斷切割的(de)(de)(de)效率極(ji)高(gao),不過金剛(gang)石結塊的(de)(de)(de)抵抗彎曲強(qiang)度會減小(xiao);金剛(gang)石顆粒較細(xi)或者粗的(de)(de)(de)細(xi)的(de)(de)(de)混雜的(de)(de)(de)時(shi)候(hou),鋸(ju)片刀頭就能夠使用很持(chi)久,不過相對的(de)(de)(de)效率較低。選(xuan)取的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)金剛(gang)石的(de)(de)(de)顆粒數(shu)目在50到60之間比較合適。
2、分布密度的選取
假(jia)如金剛石分(fen)(fen)布密(mi)(mi)度由小到大(da)改變的時(shi)候,鋸片(pian)(pian)銳利(li)性(xing)和鋸切(qie)功效會(hui)慢(man)慢(man)降低,而(er)導(dao)致運用(yong)期(qi)限會(hui)慢(man)慢(man)的變長;不(bu)(bu)過密(mi)(mi)度太大(da),鋸片(pian)(pian)會(hui)變得不(bu)(bu)鋒利(li)。假(jia)如運用(yong)的分(fen)(fen)布密(mi)(mi)度較(jiao)(jiao)低、顆粒(li)度較(jiao)(jiao)粗,效率就會(hui)提升。運用(yong)刀(dao)頭(tou)每個部(bu)位在鋸斷切(qie)割的時(shi)候功效是不(bu)(bu)一(yi)樣(yang)(yang)的,運用(yong)不(bu)(bu)一(yi)樣(yang)(yang)濃(nong)度時(shi),鋸切(qie)流(liu)程中(zhong)刀(dao)頭(tou)運行中(zhong)出(chu)現中(zhong)間凹(ao)陷,對于避免鋸片(pian)(pian)偏擺很有(you)好處(chu)。
3、強度的選取
強(qiang)度太高的(de)金(jin)剛(gang)石(shi)會(hui)導致晶體不(bu)容易被切割,磨粒在運用的(de)時候(hou)被拋光,銳利程度減小,引(yin)起工具的(de)性(xing)能變差(cha);金(jin)剛(gang)石(shi)強(qiang)度較低的(de)時候(hou),在晶體遭到沖擊(ji)后容易破碎,難以肩(jian)負起切削額(e)責任。因此,最好選擇金(jin)剛(gang)石(shi)強(qiang)度在13到140N之間的(de)。
選取(qu)金剛石刀具的(de)時候還需(xu)要注(zhu)意的(de)是粘結相的(de)選取(qu)以及金剛石燒結工藝的(de)選取(qu),每一個方(fang)面都有需(xu)要注(zhu)意的(de)地方(fang),選用的(de)時候一定(ding)要千萬(wan)注(zhu)意。
三、金剛石刀具選購技巧
大家都知道在(zai)(zai)切開(kai)石(shi)材的(de)過程中(zhong),依(yi)據不(bu)一樣性(xing)質(zhi)的(de)石(shi)材和它的(de)硬度(du)不(bu)一樣的(de)石(shi)材。在(zai)(zai)切開(kai)的(de)過程中(zhong)很是影響金(jin)剛石(shi)刀頭切割的(de)效率的(de)。
運用粒度較(jiao)大(da)的(de)金剛(gang)石出(chu)露程度將有(you)較(jiao)快(kuai)的(de)材(cai)料切(qie)隊率。一般粗顆(ke)粒用于(yu)切(qie)開軟質材(cai)料,而(er)較(jiao)小(xiao)的(de)粒度金剛(gang)石刀(dao)頭則用作(zuo)堅固材(cai)料的(de)切(qie)開。
金剛石的(de)粒度決議了每克拉的(de)顆粒數(shu),粒度號越大,每克拉的(de)顆粒數(shu)就越多(duo)。由于金剛石(shi)刀(dao)(dao)頭(tou)的(de)切(qie)(qie)開面積上金剛石(shi)的(de)數(shu)目(mu)對東(dong)西(xi)的(de)壽數(shu)和功率(lv)耗費有影響(xiang)(xiang)。金剛石(shi)刀(dao)(dao)頭(tou)在鋸切(qie)(qie)東(dong)西(xi)的(de)切(qie)(qie)開面上的(de)出露狀況或凸出高度會影響(xiang)(xiang)材料切(qie)(qie)除率(lv)。