隨著新型材料在各類工業(yè)零部件中的廣泛應(yīng)用珊蟀，刀具材料也相應(yīng)地得到快速的發(fā)展纯殖。讓我們關(guān)注節(jié)約時(shí)間和提高經(jīng)濟(jì)性的新刀具曼散。

    為了滿足環(huán)保的挑戰(zhàn)艺退，汽車制造生產(chǎn)的趨勢(shì)聚焦于降低燃油消耗和減輕汽車重量笋途。這些要求通過(guò)研發(fā)機(jī)械性能更高的新材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些材料的開(kāi)發(fā)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)時(shí)与钳，不利的一面是這些新型材料對(duì)加工來(lái)說(shuō)總是硬度更高且更耐磨隅凡。

    在聚晶金剛石(PCD)的刀具系列中，進(jìn)展也越來(lái)越快精柒。第一次合成是在二十世紀(jì)五十年代绵捡，PCD現(xiàn)在在全球范圍內(nèi)使用，并被看成是強(qiáng)有力的節(jié)約成本的刀具解決方案探九。

    有色工件材料范圍內(nèi)安揣，對(duì)于一系列的非鐵系工件材料，如鋁合金舶衬、塑料埠通、增強(qiáng)塑料、陶瓷约炎、石墨和范圍廣泛的其它工件材料植阴，它是一種性能無(wú)與倫比的刀具材料。

    PCD刀具特性

    金剛石

    金剛石本質(zhì)上是一種純碳圾浅。已知的碳有兩種形態(tài)：石墨和金剛石掠手。在石墨形態(tài)中，碳原子為六邊形排列狸捕，在一個(gè)平面內(nèi)的原子間距大喷鸽，這使得材料很軟。但是就金剛石而言灸拍，碳原子是以一種等軸或立方的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列做祝。正是這種獨(dú)特的碳原子緊密連接的排列使得金剛石成為人類已知硬度最高的材料。

    制備工藝

    PCD是由大量隨機(jī)定向的金剛石顆粒在極困難的條件下進(jìn)行人工合成得到的鸡岗。它通過(guò)在高壓高溫下燒結(jié)精選的金剛石顆粒進(jìn)行制備混槐。燒結(jié)過(guò)程在金剛石穩(wěn)定區(qū)內(nèi)被嚴(yán)格地控制编兄，于是生產(chǎn)出一種極硬且耐磨的結(jié)構(gòu)。

    特性

    以聚晶形態(tài)組成的金剛石提供了一種強(qiáng)大的切削刀具韵楼，它提供極好的硬度及由此得到的耐磨性淀祟，并與聚晶結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的極佳韌性相結(jié)合。此外决盔，金剛石擁有所有刀具材料中最高的導(dǎo)熱性酌铺，使得熱量迅速?gòu)那邢魅袀鬟f出來(lái)。

    除PCD與鐵的高親合力以外酿乾，PCD不會(huì)與工件材料粘結(jié)辕洗，在正確的切削參數(shù)下，積屑瘤是最小化的渣蒙。所有的SecomaxPCD刀具都擁有鏡面拋光的前刀面趋亡，提供最低的摩擦系數(shù)和光滑的切削刃。

    工件材料

    鋁合金

    鋁合金已成為交通工業(yè)需求的致力于減輕重量的理想材料衅逝。盡管鋁合金的生產(chǎn)在能量消耗上具有更大的初始需求傀铃，但在長(zhǎng)期運(yùn)作中證明有更多的益處，這些合金的性能將超過(guò)其它與其競(jìng)爭(zhēng)的材料忠伊。純鋁的硬度低茫经、耐腐蝕。舉例講萎津，添加銅或鎂等合金元素將使該材料具有更高的強(qiáng)度卸伞。巿場(chǎng)上有很多種鋁合金，最著名的莫過(guò)于分別用于汽車與航空航天行業(yè)的2000及6000系列锉屈。鍛造和鑄造鋁合金之間有明顯的分界線荤傲，各有幾種不同的材質(zhì)等級(jí)，而且有各式各樣的硬化處理性能颈渊。

    對(duì)于硅（Si）含量低到中等的硅合金來(lái)說(shuō)遂黍，PCD在銑削應(yīng)用與粗加工中提供了最好的耐磨性。所遭遇到的最常見(jiàn)的問(wèn)題應(yīng)該是積屑瘤俊嗽。即使是很高的切削速度雾家，加工低硅鋁合金時(shí)也會(huì)發(fā)生這種情況。切削刃的幾何角度和質(zhì)量必須要被小心地應(yīng)用绍豁。

    采用這樣的參數(shù)芯咧，當(dāng)與工件的接觸時(shí)間越久，產(chǎn)生的熱量上升竹揍，其直接的影響就是刀具壽命的縮短妆吱。

    對(duì)于加工高硅鋁合金，PCD的耐磨性被完全地利用棱悄。關(guān)于這些材料的一些研究突出了刀具磨損與硅顆粒大小之間的關(guān)系啃端，硅顆粒越大導(dǎo)致工件的耐磨性提高寡络。刀具的質(zhì)量對(duì)于鋁合金加工應(yīng)用的成功將有相當(dāng)重要的作用：跳動(dòng)量低將防止切削刃的負(fù)載不一致。

    對(duì)于PCD刀具含口，磨損的發(fā)展隨著切削速度逐漸提升衙乡，直到切削速度高于引起磨損迅速上升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。當(dāng)?shù)毒邏勖s短時(shí)沐刷，應(yīng)降低切削速度。刀具壽命很大程度上并不依賴于進(jìn)給量趁悦。只要不發(fā)生切削刃微崩验柴，高進(jìn)給量通常可以提供更快的金屬移除率而不縮短刀具壽命委蒿。然而姊宗，它不應(yīng)超過(guò)刀尖半徑值的一半。對(duì)于切削深度黎人，山高刀具推薦切削刃長(zhǎng)度的65%為最大值撼泛。SecomaxPCD刀片經(jīng)過(guò)拋光的表面意味著冷卻液并非必需。然而澡谭，當(dāng)切削刃周圍形成積屑瘤或產(chǎn)生切屑堆積時(shí)愿题，冷卻液可以為您提供幫助。

    金屬基復(fù)合材料

    金屬基復(fù)合材料(MMC)是鋁或鈦鋁為基體所制成的蛙奖，這是迄今最常見(jiàn)的基體材料潘酗。添加到基體材料的是一種陶瓷增強(qiáng)劑，最常見(jiàn)的是顆粒形式雁仲，但偶爾也會(huì)發(fā)現(xiàn)更難加工的纖維形式仔夺。一系列陶瓷材料被用于MMC，但目前最常見(jiàn)的是Si攒砖。根據(jù)需求的材料耐磨性缸兔，添加的含量為15％～40%。

    在以下零件吹艇，這些材料正在逐步替換像鑄鐵這樣的重材料：剎車盤惰蜜，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，活塞掐暮，缸套捧懈。

    當(dāng)加工MMC時(shí)，切削速度應(yīng)與材料中的陶瓷含量相適應(yīng)碧爬。陶瓷增強(qiáng)劑的含量越高失叁，工件就越耐磨，因此為了保護(hù)切削刃旺胳，切削速度應(yīng)該更低隐辟。正角切削刃通常在鋁合金加工時(shí)是被接受的画柜，但是負(fù)角刀片為嚴(yán)重增強(qiáng)的材料提供強(qiáng)化的切削刃。

    雙金屬材料

    加工出現(xiàn)在一個(gè)零件上的兩種不同材料通常是個(gè)很大的挑戰(zhàn)栈碰。最普遍的應(yīng)用之一是對(duì)裝有灰鑄鐵缸套發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的硅鋁材料進(jìn)行面銑围杉。加工這些雙金屬零件對(duì)刀具供應(yīng)商產(chǎn)生一個(gè)挑戰(zhàn)，在對(duì)其中一種金屬進(jìn)行加工時(shí)得心應(yīng)手的刀具材料通常對(duì)另一種金屬就不會(huì)很有效牛斥。就面銑硅鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體而言乖粘，解決方案是可以采用PCD。

    當(dāng)使用PCD時(shí)卡载，你必須考慮下列條件：PCD是加工鋁合金的完美切削刀具砌熬。它可以在保持極佳的刀具壽命的同時(shí)以很高的切削速度進(jìn)行加工。用PCD加工鐵系金屬的灰鑄鐵時(shí)將導(dǎo)致快速的化學(xué)磨損矫夷「鹈疲化學(xué)磨損需要熱量來(lái)使其發(fā)展，因此双藕，為了使PCD刀具上的化學(xué)磨損最小化淑趾，切削速度應(yīng)該降低并且使用充足的冷卻液。

    對(duì)于這樣的加工忧陪，最好的材質(zhì)等級(jí)應(yīng)該是粗顆粒度并具有盡可能高熱穩(wěn)定性的PCD30M扣泊。通過(guò)結(jié)合充足的冷卻液與在低切削速度下應(yīng)用正確的材質(zhì)等級(jí)，高效地加工諸如硅鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之類的雙金屬材料是可行的赤嚼。

    其它現(xiàn)有的雙金屬發(fā)動(dòng)機(jī)旷赖，缸體由鋁合金組成（Si含量低），而缸套采用粉末燒結(jié)材料更卒，或缸套采用MMC材料等孵。

    碳纖維合成材料

    有了改進(jìn)功率重量比的目標(biāo)，通過(guò)在塑料蹂空、鋁合金俯萌、鈦合金等基體中混合纖維（碳、玻璃羹授、SiC轩苔、芳族聚胺等），已經(jīng)開(kāi)發(fā)出很多種合成材料擎势。纖維可長(zhǎng)可短旅榨，可以是導(dǎo)向型或平行型。這些參數(shù)中的每一個(gè)都將使材料性能與切削特性受到影響楚携。

    用于航空航天最普遍的復(fù)合材料是CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)秃值，PCD刀具對(duì)它特別有效。切削加工應(yīng)該在應(yīng)用過(guò)高進(jìn)給速度而導(dǎo)致纖維剝落的風(fēng)險(xiǎn)和由于切削速度過(guò)高而導(dǎo)致切削刃微崩的風(fēng)險(xiǎn)之間給予平衡。

    即使是鋒利的切削刃要去穿過(guò)軟的芯部哑逾，碳纖維的增強(qiáng)作用將使切削刃快速鈍化旧伺。它在玻璃纖維強(qiáng)化材料上更加明顯。典型的CFRP零件是飛行器的翼梁吹复。你也可以找到由這種零件材料制成的軸承君祸、泵零件和套筒。

    鈦合金

    屬于超級(jí)合金的范疇轧愧，鈦合金通常表現(xiàn)為在高溫下有優(yōu)越的機(jī)械和化學(xué)性能含滴，但是對(duì)可加工性不利。采用PCD刀具丐巫，你可以用硬質(zhì)合金刀具三倍的切削速度蛙吏，并以小時(shí)來(lái)計(jì)算刀具壽命。

    塑料與增強(qiáng)塑料

    總的感覺(jué)是塑料材料的加工很容易鞋吉。然而，軟塑料并不總是非常穩(wěn)定励烦，假如沒(méi)有應(yīng)用正確的切削參數(shù)谓着，加工過(guò)程總是要產(chǎn)生熱量，可能影響諸如表面結(jié)構(gòu)與顏色等尺寸與材料的屬性坛掠。PCD刀具對(duì)耐磨塑料（塑料用碳纖維（CF）和玻璃纖維（GF）進(jìn)行強(qiáng)化）特別有效赊锚。

    石墨

    對(duì)合成石墨進(jìn)行的大多數(shù)加工是為了生產(chǎn)電極。石墨雖軟屉栓，但非常耐磨舷蒲。即使當(dāng)切削速度達(dá)到1000m/min時(shí)，PCD的刀具壽命仍將所向披靡友多。

    紫銅與黃銅

    當(dāng)沒(méi)有合金化時(shí)牲平，這是相當(dāng)容易加工的材料。當(dāng)銅用鈹來(lái)強(qiáng)化時(shí)锥约，需要降低切削速度帖奠。

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