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PCD材料的磨削加工特点
作者:Xyzd999 出处: 加入时间:2009-12-23 点击数:
 
 

PCD是由特殊处理的金刚石与少量粘结剂在高温超高压下烧结而成。无序排列的金刚石晶粒使PCD具有均匀的、极高的硬度和耐磨性。PCD可用于切削刀具、砂轮修整、地质钻探、量具测头、拉丝摸具、喷砂摸具等。但是PCD的高硬度和高耐磨性也给其加工带来了很大困难。 

   国内外学者针对PCD材料的高硬度和高耐磨性所带来的加工难题进行了大量的研究和试验,其中包括电火花加工、超声波加工、电化学加工、激光加工等,并取得了一定效果。但综合分析发现,这些加工技术目前多适用于PCD材料的粗加工场合。要想获得好的PCD切削刃口质量,最理想的加工方法仍是用金刚石砂轮磨削或研磨。 

   PCD的磨削加工主要是机械和热化学两方面混合作用的结果。机械作用是通过金刚石砂轮磨粒对PCD材料的不断冲击而形成的金刚石的微破碎、磨损、脱落或解理;热化学作用则是金刚石砂轮磨削PCD形成的高温使金刚石发生氧化或石墨化。二者混合作用的结果致使PCD材料被去除。其磨削加工特点主要为: 

(1)磨削力很大 

   金刚石是已知矿物中硬度最高的物质,与各种金属、非金属材料配对摩擦的磨损量仅为硬质合金的1/50~1/800;PCD的硬度(HV)为80~120KN/mm2,仅次于单晶金刚石,远高于硬质合金。采用金刚石砂轮磨削PCD时,起始切削强度很高,约为硬质合金(0.4MPa)的10倍以上;比磨削能达1.2×104~1.4×105J/mm3;因此磨削力远高于磨削硬质合金。 

(2)磨削比很小 

   由于PCD的硬度和耐磨性很高(相对耐磨性为硬质合金的16~199倍),磨削PCD时其磨削比仅为0.005~0.033,约为硬质合金的1/1000~1/100000;磨削效率仅0.4~4.8mm3/min。因此,为了保证切削刀具的刃口质量和去除量,磨削时间很长、加工效率很低。此外,当PCD的硬度、含量、粒度不同时,其磨削时间也相差悬殊。 

(3)粒度影响很大 

   PCD材料用于切削刀具按粒度主要分为三类:粗粒度(20~50μm)、中粒度(10μm左右)和细粒度(~5μm),其磨削力、磨削比相差几倍至数十倍。粗粒度PCD磨削比最高,磨削也最困难,且磨削后刃口锯齿状最严重、质量最差,但耐磨性最强;细粒度PCD磨削比相对最低,磨削较易、磨削后刃口质量最好。 
 

 
 
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