一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用戶在選擇(ze)和(he)使用金(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)具之前,必(bi)須了解有關金(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)具的以(yi)下(xia)幾點常識
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶(jing)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(也(ye)稱(cheng)為類金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)碳(tan)(tan)——譯注)涂層是采用(yong)PVD工藝沉(chen)積(ji)的(de)一(yi)種碳(tan)(tan)膜。它(ta)既具(ju)有(you)一(yi)部分金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)SP3鍵,又具(ju)有(you)一(yi)部分碳(tan)(tan)的(de)SP2鍵;其(qi)成膜硬(ying)度(du)很高,但(dan)又低于金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜的(de)硬(ying)度(du);其(qi)厚度(du)也(ye)比(bi)我們通常沉(chen)積(ji)的(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜要(yao)薄一(yi)些。加工石(shi)(shi)(shi)墨時(shi),非晶(jing)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂層刀具(ju)的(de)壽(shou)命(ming)是未涂層硬(ying)質合金(jin)刀具(ju)的(de)2-3倍。與之相比(bi),CVD金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)則是采用(yong)CVD工藝沉(chen)積(ji)的(de)純金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂層,加工石(shi)(shi)(shi)墨時(shi)的(de)刀具(ju)壽(shou)命(ming)是硬(ying)質合金(jin)刀具(ju)的(de)12-20倍,從而可減少換刀次數,提高加工的(de)可靠(kao)性和精度(du)一(yi)致性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳(tan)原子(zi)(zi)構成(cheng)。某些(xie)材(cai)料受(shou)熱(re)時,會從金剛石中(zhong)吸出碳(tan)原子(zi)(zi)并在工(gong)件中(zhong)形成(cheng)碳(tan)化物。鐵就是此類材(cai)料之一。用(yong)金剛石刀(dao)具加工(gong)鐵族(zu)材(cai)料時,摩(mo)擦產生的熱(re)量會使金剛石中(zhong)的碳(tan)原子(zi)(zi)擴散到鐵中(zhong),從而(er)造成(cheng)金剛石涂層因化學磨損而(er)提前(qian)失效。
3、金剛石刀具的限制
重(zhong)磨(mo)和(或)重(zhong)涂層(ceng)的金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂層(ceng)刀(dao)具(ju)質(zhi)量難以保(bao)證(zheng)由于刀(dao)具(ju)表面(mian)生成的涂層(ceng)為純金(jin)(jin)剛石(shi)(shi),因此用金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)磨(mo)輪(lun)對刀(dao)具(ju)進行(xing)(xing)重(zhong)磨(mo)需要耗費很長(chang)時(shi)間。此外,為使金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)生長(chang)而采用的刀(dao)具(ju)。制備工(gong)藝會改變刀(dao)具(ju)表面(mian)的化(hua)學(xue)(xue)特性,由于涂層(ceng)時(shi)要求對這種化(hua)學(xue)(xue)特性進行(xing)(xing)非(fei)常精(jing)確的控制,因此刀(dao)具(ju)重(zhong)新涂層(ceng)的效果難以得到保(bao)證(zheng)。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與(yu)任何其(qi)他刀具(ju)(ju)一樣(yang),金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)層刀具(ju)(ju)的(de)壽命也(ye)(ye)各不相同,主要取決于被(bei)切削材料、選用的(de)進給(gei)率和切削速度,以及工件的(de)幾何形狀(zhuang)等。一般來說,加(jia)工石(shi)(shi)墨(mo)的(de)金(jin)剛石(shi)(shi)涂(tu)層刀具(ju)(ju)的(de)壽命是未涂(tu)層硬質合金(jin)刀具(ju)(ju)的(de)10-20 倍(bei),在(zai)某些情(qing)況下甚(shen)至可能更長。這樣(yang),就能用一把刀具(ju)(ju)完成幾乎任何加(jia)工任務,無需因(yin)刀具(ju)(ju)磨損(sun)而(er)換刀,避(bi)免了加(jia)工中(zhong)斷(duan)和重新校準,從而(er)有可能實現(xian)無人值(zhi)守加(jia)工。在(zai)復合材料的(de)加(jia)工中(zhong),也(ye)(ye)完全可能獲得(de)較長的(de)刀具(ju)(ju)壽命。
據報(bao)道,在加工高密度玻璃纖維、碳纖維和(he)Gl0-FR4等難加工復合(he)材料時,金(jin)剛石涂(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)具(ju)的(de)壽(shou)命可高達未涂(tu)層(ceng)(ceng)硬(ying)質合(he)金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)70倍(bei)。
5、金剛石刀具存在的問題
金剛石(shi)涂(tu)(tu)層的(de)剝(bo)(bo)落(luo)可以預(yu)(yu)防(fang)涂(tu)(tu)層剝(bo)(bo)落(luo)是金剛石(shi)涂(tu)(tu)層刀(dao)具(ju)的(de)一(yi)個嚴重問(wen)題,也(ye)是一(yi)個常見問(wen)題(尤(you)其在加工(gong)碳纖(xian)維之類材料時),會導致刀(dao)具(ju)壽命(ming)難(nan)以預(yu)(yu)測。上世紀(ji)90年代后(hou)期,界面化(hua)學特(te)性被確(que)定(ding)為是影響金剛石(shi)涂(tu)(tu)層粘附性能的(de)重要因素。通過選擇兼容性好的(de)硬(ying)質合(he)金化(hua)學特(te)性、采用適當的(de)預(yu)(yu)處理技術(shu)和合(he)理的(de)沉積反應條件,就有可能減輕(qing)或(huo)消除(chu)金剛石(shi)涂(tu)(tu)層的(de)剝(bo)(bo)落(luo),穩(wen)(wen)定(ding)地實現平穩(wen)(wen)的(de)磨(mo)損(sun)模式。在顯(xian)微鏡(jing)下觀(guan)察(cha)正(zheng)常磨(mo)損(sun)的(de)金剛石(shi)涂(tu)(tu)層刀(dao)具(ju),可以發(fa)現,金剛石(shi)被穩(wen)(wen)定(ding)磨(mo)損(sun)直至硬(ying)質合(he)金基(ji)體,而沒有發(fa)生崩刃或(huo)剝(bo)(bo)落(luo)。
二、金剛石刀具怎么選購
金(jin)剛石刀具中最主(zhu)要的(de)部件就是(shi)金(jin)剛石,這(zhe)是(shi)因為刀具工(gong)作時主(zhu)要是(shi)金(jin)剛石與物體接觸進(jin)行(xing)切割或打磨。因此,對于金(jin)剛石刀具的(de)選(xuan)取(qu),也就是(shi)對金(jin)剛石的(de)選(xuan)取(qu)。
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(dao)頭非常銳(rui)利,鋸(ju)斷切(qie)割(ge)的(de)(de)(de)(de)效率(lv)極(ji)高,不過(guo)金剛石結(jie)塊的(de)(de)(de)(de)抵抗彎曲強(qiang)度會減小;金剛石顆粒(li)較(jiao)細或者粗的(de)(de)(de)(de)細的(de)(de)(de)(de)混雜的(de)(de)(de)(de)時(shi)候,鋸(ju)片刀(dao)頭就能夠使用(yong)很持(chi)久,不過(guo)相(xiang)對的(de)(de)(de)(de)效率(lv)較(jiao)低。選取(qu)的(de)(de)(de)(de)時(shi)候金剛石的(de)(de)(de)(de)顆粒(li)數目在50到(dao)60之間(jian)比較(jiao)合適。
2、分布密度的選取
假(jia)如金剛石分(fen)布密度由小到大(da)改(gai)變的(de)時(shi)(shi)候,鋸片(pian)銳利性和(he)鋸切功(gong)效(xiao)會(hui)(hui)慢(man)慢(man)降(jiang)低(di),而導致運(yun)用期限會(hui)(hui)慢(man)慢(man)的(de)變長(chang);不(bu)過密度太大(da),鋸片(pian)會(hui)(hui)變得不(bu)鋒利。假(jia)如運(yun)用的(de)分(fen)布密度較低(di)、顆粒度較粗,效(xiao)率就會(hui)(hui)提升。運(yun)用刀(dao)頭每(mei)個部位在鋸斷切割的(de)時(shi)(shi)候功(gong)效(xiao)是不(bu)一(yi)樣(yang)的(de),運(yun)用不(bu)一(yi)樣(yang)濃度時(shi)(shi),鋸切流程中(zhong)刀(dao)頭運(yun)行中(zhong)出現中(zhong)間凹陷(xian),對于避(bi)免鋸片(pian)偏擺(bai)很有好(hao)處(chu)。
3、強度的選取
強(qiang)度太(tai)高的(de)金(jin)剛(gang)石會導致晶(jing)體(ti)不(bu)容易被(bei)切(qie)割,磨(mo)粒在(zai)運用的(de)時候(hou)被(bei)拋光,銳利程(cheng)度減(jian)小,引起工具的(de)性(xing)能變差;金(jin)剛(gang)石強(qiang)度較(jiao)低(di)的(de)時候(hou),在(zai)晶(jing)體(ti)遭到沖擊后容易破碎,難以(yi)肩(jian)負(fu)起切(qie)削(xue)額責任。因(yin)此(ci),最好(hao)選擇(ze)金(jin)剛(gang)石強(qiang)度在(zai)13到140N之間(jian)的(de)。
選(xuan)取金剛石(shi)刀具的(de)時候還(huan)需要注(zhu)意(yi)的(de)是粘結相的(de)選(xuan)取以及(ji)金剛石(shi)燒結工(gong)藝的(de)選(xuan)取,每一個方面(mian)都有(you)需要注(zhu)意(yi)的(de)地(di)方,選(xuan)用的(de)時候一定(ding)要千萬注(zhu)意(yi)。
三、金剛石刀具選購技巧
大(da)家都知道在切開(kai)石材(cai)(cai)的(de)過(guo)程中(zhong),依據不一(yi)樣(yang)性質的(de)石材(cai)(cai)和它的(de)硬度不一(yi)樣(yang)的(de)石材(cai)(cai)。在切開(kai)的(de)過(guo)程中(zhong)很(hen)是影響金剛石刀頭切割的(de)效率(lv)的(de)。
運用粒度(du)(du)較大的(de)(de)金剛石出露程度(du)(du)將有較快的(de)(de)材料(liao)切(qie)隊率。一般粗顆粒用于切(qie)開(kai)軟質材料(liao),而較小的(de)(de)粒度(du)(du)金剛石刀頭則用作堅(jian)固材料(liao)的(de)(de)切(qie)開(kai)。
金剛石的(de)粒(li)度(du)決議了每(mei)克拉的(de)顆粒(li)數(shu)(shu),粒(li)度(du)號越大(da),每(mei)克拉的(de)顆粒(li)數(shu)(shu)就(jiu)越多。由于金剛石刀頭的(de)切(qie)開(kai)面(mian)(mian)積上金剛石的(de)數(shu)(shu)目對東(dong)西(xi)的(de)壽數(shu)(shu)和(he)功率耗費有影響。金剛石刀頭在鋸切(qie)東(dong)西(xi)的(de)切(qie)開(kai)面(mian)(mian)上的(de)出露狀況或凸出高度(du)會影響材(cai)料切(qie)除率。