PCD刀具作為超硬刀具是采用聚晶金剛石作為切削材料,使用高壓技術合成的聚晶金剛石,解決了自然界中較硬的物質天然金剛石的稀缺和價格昂貴等問題。那么大家知道PCD刀具的加工過程包括哪幾個階段嗎?接下來,眾業(yè)達小編就針對這個問題來為大家介紹下。
PCD刀具加工過程主要包括兩個階段:
?、貾CD復合片的制造:
PCD復合片是由天然或人工合成的金剛石粉末與結合劑(其中含鈷、鎳等金屬)按一定比例在高溫(1000~2000℃)、高壓(5~10萬個大氣壓)下燒結而成。在燒結過程中,由于結合劑的加入,使金剛石晶體間形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等為主要成分的結合橋,金剛石晶體以共價鍵形式鑲嵌于結合橋的骨架中。通常將復合片制成固定直徑和厚度的圓盤,還需對燒結成的復合片進行研磨拋光及其它相應的物理、化學處理。
?、赑CD刀片的加工:
PCD刀片的加工主要包括復合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步驟。
切割工藝由于PCD復合片具有很高的硬度及耐磨性,因此必須采用特殊的加工工藝。加工PCD復合片主要采用電火花線切割、激光加工、超聲波加工、高壓水射流等幾種工藝方法。
工藝特點
電火花加工-高度集中的脈沖放電能量、強大的放電爆炸力使PCD材料中的金屬融化,部分金剛石石墨化和氧化,部分金剛石脫落,工藝性好、效率高
超聲波加工-加工效率低,金剛石微粉消耗大,粉塵污染大
激光加工-非接觸加工,效率高、加工變形小、工藝性差
在上述加工方法中,電火花加工效果較佳。PCD中結合橋的存在使電火花加工復合片成為可能。在有工作液的條件下,利用脈沖電壓使靠近電極金屬處的工作液形成放電通道,并在局部產(chǎn)生放電火花,瞬間高溫可使聚晶金剛石熔化、脫落,從而形成所要求的三角形、長方形或正方形的刀頭毛坯。
電火花加工PCD復合片的效率及表面質量受到切削速度、PCD粒度、層厚和電極質量等因素的影響,其中切削速度的合理選擇十分關鍵,實驗表明,增大切削速度會降低加工表面質量,而切削速度過低則會產(chǎn)生“拱絲”現(xiàn)象,并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也會降低切割速度。
焊接工藝PCD復合片與刀體的結合方式除采用機械夾固和粘接方法外,大多是通過釬焊方式將PCD復合片壓制在硬質合金基體上。焊接方法主要有激光焊接、真空擴散焊接、真空釬焊、高頻感應釬焊等。投資少、成本低的高頻感應加熱釬焊在PCD刀片焊接中得到廣泛應用。在刀片焊接過程中,焊接溫度、焊劑和焊接合金的選擇將直接影響焊后刀具的性能。在焊接過程中,焊接溫度的控制十分重要,如焊接溫度過低,則焊接強度不夠;如焊接溫度過高,PCD容易石墨化,并可能導致“過燒”,影響PCD復合片與硬質合金基體的結合。在實際加工過程中,可根據(jù)保溫時間和PCD變紅的深淺程度來控制焊接溫度(一般應低于700℃)。國外的高頻焊接多采用自動焊接工藝,焊接效率高、質量好,可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn);國內(nèi)則多采用手工焊接,生產(chǎn)效率較低,質量也不夠理想。
刃磨工藝PCD的高硬度使其材料去除率極低(甚至只有硬質合金去除率的萬分之一)。pcd刀具刃磨工藝主要采用陶瓷結合劑金剛石砂輪進行磨削。由于砂輪磨料與PCD之間的磨削是兩種硬度相近的材料間的相互作用,因此其磨削規(guī)律比較復雜。對于高粒度、低轉速砂輪,采用水溶性冷卻液可提高PCD的磨削效率和磨削精度。砂輪結合劑的選擇應視磨床類型和加工條件而定。由于電火花磨削(EDG)技術幾乎不受被磨削工件硬度的影響,因此采用EDG技術磨削PCD具有較大優(yōu)勢。某些復雜形狀PCD刀具(如木工刀具)的磨削也對這種靈活的磨削工藝具有巨大需求。隨著電火花磨削技術的不斷發(fā)展,EDG技術將成為PCD磨削的一個主要發(fā)展方向。
以上關于PCD刀具的加工過程包括哪幾個階段就為大家分享到這里,PCD刀具具有硬度高、抗壓強度高、良好導熱性和耐磨性等特點。幫助加工廠家獲得很高的加工精度和加工效率,從而降低加工成本,提高競爭力。