Sztuczny diament monokrystaliczny był stopniowo rozwijany po latach pięćdziesiątych XX wieku.Jest syntetyzowany z grafitu jako surowca, dodaje się go z katalizatorem i poddaje działaniu wysokiej temperatury i bardzo wysokiego ciśnienia.Sztuczny diament polikrystaliczny (PCD) to materiał polikrystaliczny powstający w wyniku polimeryzacji proszku diamentowego przy użyciu spoiw metalicznych, takich jak Co, Ni itp. Sztuczny diament polikrystaliczny to specjalny rodzaj produktu metalurgii proszków, który wykorzystuje pewne metody i środki konwencjonalnego proszku metalurgii w sposobie wytwarzania.
Podczas procesu spiekania, dzięki dodaniu dodatków, pomiędzy kryształami PCD tworzy się mostek łączący składający się głównie z Co, Mo, W, WC i Ni, a diamenty są trwale osadzone w wytrzymałej ramie utworzonej przez mostek wiążący.Zadaniem spoiwa metalowego jest mocne trzymanie diamentu i pełne wykorzystanie jego wydajności cięcia.Ponadto, ze względu na swobodny rozkład ziaren w różnych kierunkach, pęknięcia mają trudności z propagacją z jednego ziarna na drugie, co znacznie poprawia wytrzymałość i udarność PCD.
W tym numerze krótko podsumujemy niektóre cechy charakterystyczneWkładka PCD.
1. Bardzo wysoka twardość i odporność na zużycie: niezrównane w naturze materiały mają twardość do 10000HV, a ich odporność na zużycie jest prawie stukrotnie większa niż w przypadku płytek węglikowych;
2. Twardość, odporność na zużycie, mikrowytrzymałość, trudność w szlifowaniu i współczynnik tarcia pomiędzy anizotropowymi kryształami diamentu monokrystalicznego a materiałami przedmiotu obrabianego różnią się znacznie w różnych płaszczyznach i orientacjach kryształów.Dlatego przy projektowaniu i wytwarzaniu narzędzi diamentowych monokryształowych konieczne jest prawidłowe dobranie kierunku kryształów i przeprowadzenie orientacji kryształów dla surowców diamentowych.Dobór przedniej i tylnej powierzchni skrawającej narzędzi skrawających PCD jest istotnym zagadnieniem przy projektowaniu narzędzi tokarskich monokrystalicznych PCD;
3. Niski współczynnik tarcia: Płytki diamentowe mają niższy współczynnik tarcia podczas obróbki niektórych materiałów z metali nieżelaznych w porównaniu do innych płytek, który stanowi około połowę wartości węglików, zwykle około 0,2.
4. Krawędź tnąca PCD jest bardzo ostra, a tępy promień krawędzi tnącej może zazwyczaj osiągnąć 0,1-0,5um.Narzędzia diamentowe z naturalnego monokryształu można stosować w zakresie 0,002-0,005um.Dlatego narzędzia z diamentu naturalnego mogą wykonywać ultracienkie cięcie i ultraprecyzyjną obróbkę.
5. Współczynnik rozszerzalności cieplnej diamentu o niższym współczynniku rozszerzalności cieplnej jest mniejszy niż węglika spiekanego i wynosi około 1/10 stali szybkotnącej.Dlatego diamentowe narzędzia skrawające nie powodują znacznych odkształceń termicznych, co oznacza, że zmiana wielkości narzędzia spowodowana ciepłem skrawania jest minimalna, co jest szczególnie istotne w przypadku obróbki precyzyjnej i ultraprecyzyjnej przy wymaganiach dużej precyzji wymiarowej.
Zastosowanie diamentowych narzędzi skrawających
Wkładka PCDjest najczęściej używany do szybkiego cięcia/wytaczania/frezowania metali nieżelaznych i materiałów z metali nieżelaznych, odpowiedni do obróbki różnych odpornych na zużycie materiałów niemetalowych, takich jak włókno szklane i materiały ceramiczne;Różne metale nieżelazne: aluminium, tytan, krzem, magnez itp., a także różne procesy uszlachetniania metali nieżelaznych;
Wady: słaba stabilność termiczna.Chociaż jest to narzędzie skrawające o najwyższej twardości, jego graniczny stan wynosi poniżej 700 ℃.Gdy temperatura cięcia przekroczy 700 ℃, straci swoją pierwotną, bardzo wysoką twardość.Z tego powodu narzędzia diamentowe nie nadają się do obróbki metali żelaznych.Ze względu na słabą stabilność chemiczną diamentów, pierwiastek węglowy w diamentach będzie oddziaływać z atomami żelaza w wysokich temperaturach i zostanie przekształcony w strukturę grafitową, znacznie zwiększając uszkodzenia narzędzi.
Czas publikacji: 17 maja 2023 r