Штучний монокристал алмазу поступово розроблявся після 1950-х років.Його синтезують із графіту як сировини, додають каталізатор і піддають високій температурі та надвисокому тиску.Штучний полікристалічний алмаз (PCD) — це полікристалічний матеріал, утворений полімеризацією алмазного порошку з використанням металевих зв’язуючих, таких як Co, Ni тощо. Штучний полікристалічний алмаз — це особливий тип продукту порошкової металургії, який спирається на деякі методи та засоби звичайного порошку металургія в її способі виробництва.
Під час процесу спікання завдяки додаванню добавок між кристалами PCD утворюється сполучний місток, що складається переважно з Co, Mo, W, WC і Ni, а алмази міцно вбудовуються в міцний каркас, утворений сполучним містком.Функція металевої сполучної речовини полягає в тому, щоб міцно утримувати алмаз і повністю використовувати його ефективність різання.Крім того, завдяки вільному розподілу зерен у різних напрямках тріщинам важко поширюватися від одного зерна до іншого, що значно покращує міцність і в’язкість PCD.
У цьому випуску ми коротко підсумуємо деякі характеристикиВставка PCD.
1. Надвисока твердість і зносостійкість: незрівнянні за своєю природою матеріали мають твердість до 10000 HV, а їх зносостійкість майже в сто разів перевищує твердосплавну вставку;
2. Твердість, зносостійкість, мікроміцність, складність шліфування та коефіцієнт тертя між анізотропними монокристалічними кристалами алмазу та матеріалами заготовки сильно відрізняються в різних площинах кристалів та орієнтаціях.Тому при проектуванні та виготовленні монокристалічних алмазних інструментів необхідно правильно вибрати напрямок кристалів, а для алмазної сировини необхідно проводити орієнтацію кристалів.Вибір передньої та задньої ріжучих поверхонь ріжучих інструментів із PCD є важливим питанням при розробці інструментів для токарних верстатів з монокристалом PCD;
3. Низький коефіцієнт тертя: алмазні пластини мають нижчий коефіцієнт тертя під час обробки деяких кольорових металів порівняно з іншими пластинами, який приблизно вдвічі менший, ніж у карбідів, зазвичай близько 0,2.
4. Ріжуча кромка PCD дуже гостра, а радіус затупленої ріжучої кромки зазвичай може досягати 0,1-0,5 мкм.А природні монокристалічні алмазні інструменти можна використовувати в діапазоні 0,002-0,005 мкм.Таким чином, інструменти з природними алмазами можуть виконувати надтонку різку та надточну обробку.
5. Коефіцієнт теплового розширення алмазу з нижчим коефіцієнтом теплового розширення менший, ніж у цементованого карбіду, приблизно на 1/10 від коефіцієнта швидкорізальної сталі.Таким чином, алмазні ріжучі інструменти не викликають значної термічної деформації, а це означає, що зміна розміру інструменту, спричинена нагріванням різання, є мінімальною, що особливо важливо для точної та надточної обробки з високими вимогами до точності розмірів.
Застосування алмазного різального інструменту
Вставка PCDв основному використовується для високошвидкісного різання/розточування/фрезерування кольорових металів і кольорових металевих матеріалів, підходить для обробки різних зносостійких неметалевих матеріалів, таких як скловолокно та керамічні матеріали;Різноманітні кольорові метали: алюміній, титан, кремній, магній та ін., а також різні процеси обробки кольорових металів;
Недоліки: погана термостійкість.Незважаючи на те, що це ріжучий інструмент з найвищою твердістю, його обмежений стан нижче 700 ℃.Коли температура різання перевищує 700 ℃, він втрачає свою первісну надвисоку твердість.Ось чому алмазний інструмент не підходить для обробки чорних металів.Через низьку хімічну стабільність алмазів елемент вуглецю в алмазах буде взаємодіяти з атомами заліза при високих температурах і перетворюватиметься на структуру графіту, що значно збільшує пошкодження інструментів.
Час публікації: 17 травня 2023 р