一、購買金剛石刀具之前有哪些注意事項
用(yong)(yong)戶(hu)在選擇和使用(yong)(yong)金剛石涂層刀具(ju)之前,必須了解有關金剛石涂層刀具(ju)的(de)以(yi)下幾點常識(shi)
1、CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別
非晶金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)(也稱為(wei)類金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)碳——譯注)涂層是(shi)采(cai)用PVD工(gong)藝(yi)沉積(ji)的(de)(de)一(yi)(yi)種碳膜(mo)。它既具(ju)有(you)一(yi)(yi)部分金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)的(de)(de)SP3鍵,又(you)具(ju)有(you)一(yi)(yi)部分碳的(de)(de)SP2鍵;其(qi)成膜(mo)硬(ying)(ying)度很(hen)高,但又(you)低于(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)膜(mo)的(de)(de)硬(ying)(ying)度;其(qi)厚度也比(bi)我們(men)通(tong)常(chang)沉積(ji)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)膜(mo)要(yao)薄一(yi)(yi)些。加工(gong)石(shi)(shi)墨時,非晶金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)(de)壽(shou)命(ming)是(shi)未涂層硬(ying)(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)的(de)(de)2-3倍。與(yu)之相比(bi),CVD金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)則是(shi)采(cai)用CVD工(gong)藝(yi)沉積(ji)的(de)(de)純金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)剛石(shi)(shi)涂層,加工(gong)石(shi)(shi)墨時的(de)(de)刀(dao)具(ju)壽(shou)命(ming)是(shi)硬(ying)(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)刀(dao)具(ju)的(de)(de)12-20倍,從(cong)而可減(jian)少換刀(dao)次數,提高加工(gong)的(de)(de)可靠性和精度一(yi)(yi)致(zhi)性。
2、不能用金剛石刀具加工淬硬鋼
金剛石由碳(tan)原子(zi)構(gou)成(cheng)。某些材(cai)料受(shou)熱(re)時,會從(cong)金剛(gang)石(shi)(shi)中吸出碳(tan)原子(zi)并(bing)在工(gong)件中形(xing)成(cheng)碳(tan)化(hua)物。鐵(tie)就(jiu)是此類材(cai)料之一(yi)。用金剛(gang)石(shi)(shi)刀具(ju)加(jia)工(gong)鐵(tie)族材(cai)料時,摩擦產生的熱(re)量(liang)會使金剛(gang)石(shi)(shi)中的碳(tan)原子(zi)擴散到鐵(tie)中,從(cong)而造成(cheng)金剛(gang)石(shi)(shi)涂(tu)層因化(hua)學(xue)磨損而提(ti)前(qian)失效。
3、金剛石刀具的限制
重磨(mo)和(he)(或)重涂(tu)層(ceng)(ceng)的金剛(gang)石(shi)涂(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)質量難(nan)以保(bao)證由(you)于刀(dao)具(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)面(mian)生成的涂(tu)層(ceng)(ceng)為(wei)純金剛(gang)石(shi),因此用(yong)(yong)金剛(gang)石(shi)磨(mo)輪對刀(dao)具(ju)(ju)(ju)進(jin)行(xing)重磨(mo)需(xu)要耗費很長時間。此外(wai),為(wei)使金剛(gang)石(shi)生長而采用(yong)(yong)的刀(dao)具(ju)(ju)(ju)。制(zhi)備(bei)工藝會改變刀(dao)具(ju)(ju)(ju)表(biao)(biao)面(mian)的化學(xue)(xue)特性,由(you)于涂(tu)層(ceng)(ceng)時要求(qiu)對這種化學(xue)(xue)特性進(jin)行(xing)非常(chang)精確的控(kong)制(zhi),因此刀(dao)具(ju)(ju)(ju)重新涂(tu)層(ceng)(ceng)的效(xiao)果難(nan)以得到保(bao)證。
4、金剛石涂層刀具的壽命各不相同
與(yu)任(ren)何其他(ta)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)一(yi)樣,金(jin)剛(gang)石(shi)涂層(ceng)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)壽(shou)命也(ye)各不相同,主要取(qu)決于被切削材料、選用的(de)(de)進給率和切削速(su)度,以及工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)幾何形狀等。一(yi)般來說,加(jia)工(gong)(gong)石(shi)墨的(de)(de)金(jin)剛(gang)石(shi)涂層(ceng)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)壽(shou)命是未(wei)涂層(ceng)硬質(zhi)合(he)金(jin)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)10-20 倍,在(zai)某(mou)些情況(kuang)下(xia)甚至(zhi)可(ke)能(neng)更長。這樣,就能(neng)用一(yi)把(ba)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)完成幾乎任(ren)何加(jia)工(gong)(gong)任(ren)務,無(wu)需因刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)磨損(sun)而(er)換(huan)刀(dao)(dao),避免了(le)加(jia)工(gong)(gong)中(zhong)斷和重新校準,從而(er)有可(ke)能(neng)實現無(wu)人值守加(jia)工(gong)(gong)。在(zai)復合(he)材料的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)中(zhong),也(ye)完全可(ke)能(neng)獲(huo)得(de)較長的(de)(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)壽(shou)命。
據報道,在加(jia)(jia)工(gong)高密度玻(bo)璃纖維、碳纖維和Gl0-FR4等難加(jia)(jia)工(gong)復(fu)合材料時,金(jin)剛石涂層(ceng)刀具的(de)壽命(ming)可高達未(wei)涂層(ceng)硬質(zhi)合金(jin)刀具的(de)70倍。
5、金剛石刀具存在的問題
金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)層的(de)剝(bo)(bo)落(luo)可(ke)以預(yu)防涂(tu)層剝(bo)(bo)落(luo)是(shi)(shi)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)層刀具的(de)一個嚴重(zhong)問題(ti),也是(shi)(shi)一個常(chang)見問題(ti)(尤其在加工碳纖維之類(lei)材料(liao)時),會導致刀具壽命難以預(yu)測。上世紀(ji)90年代后期(qi),界面化學特(te)性(xing)(xing)被確定(ding)為是(shi)(shi)影響金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)層粘附性(xing)(xing)能的(de)重(zhong)要因素。通過選(xuan)擇兼(jian)容(rong)性(xing)(xing)好的(de)硬質(zhi)合金(jin)(jin)化學特(te)性(xing)(xing)、采用適當的(de)預(yu)處理技術(shu)和合理的(de)沉積反應條件,就有(you)可(ke)能減輕或(huo)消(xiao)除金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)層的(de)剝(bo)(bo)落(luo),穩(wen)(wen)定(ding)地實(shi)現平穩(wen)(wen)的(de)磨損模式。在顯微鏡(jing)下觀察正常(chang)磨損的(de)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)層刀具,可(ke)以發現,金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石被穩(wen)(wen)定(ding)磨損直至硬質(zhi)合金(jin)(jin)基體,而沒有(you)發生崩刃或(huo)剝(bo)(bo)落(luo)。
二、金剛石刀具怎么選購
金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)刀具(ju)中最主要的(de)(de)部(bu)件就是(shi)(shi)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi),這是(shi)(shi)因為刀具(ju)工(gong)作時主要是(shi)(shi)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)與物體接(jie)觸(chu)進(jin)行(xing)切割或打磨。因此,對(dui)于金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)刀具(ju)的(de)(de)選(xuan)取,也就是(shi)(shi)對(dui)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)選(xuan)取。
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,鋸片刀頭非(fei)常銳利,鋸(ju)斷切割(ge)的(de)效(xiao)(xiao)率極高(gao),不(bu)過(guo)金(jin)剛石(shi)結塊的(de)抵(di)抗(kang)彎曲(qu)強(qiang)度會減(jian)小;金(jin)剛石(shi)顆(ke)粒較(jiao)細或者(zhe)粗的(de)細的(de)混雜的(de)時(shi)候,鋸(ju)片刀頭就(jiu)能夠使用很持久(jiu),不(bu)過(guo)相對的(de)效(xiao)(xiao)率較(jiao)低。選(xuan)取的(de)時(shi)候金(jin)剛石(shi)的(de)顆(ke)粒數(shu)目在50到60之間比較(jiao)合適。
2、分布密度的選取
假如金剛(gang)石分布密(mi)度(du)由小到大改(gai)變的時候(hou),鋸(ju)片銳利(li)性和鋸(ju)切功效會(hui)(hui)慢(man)慢(man)降低,而導致運(yun)用(yong)(yong)期限會(hui)(hui)慢(man)慢(man)的變長(chang);不過密(mi)度(du)太大,鋸(ju)片會(hui)(hui)變得(de)不鋒(feng)利(li)。假如運(yun)用(yong)(yong)的分布密(mi)度(du)較低、顆粒度(du)較粗,效率就會(hui)(hui)提升。運(yun)用(yong)(yong)刀(dao)頭(tou)每(mei)個部位在鋸(ju)斷切割的時候(hou)功效是不一(yi)樣的,運(yun)用(yong)(yong)不一(yi)樣濃度(du)時,鋸(ju)切流程(cheng)中刀(dao)頭(tou)運(yun)行中出現中間(jian)凹陷(xian),對于(yu)避免鋸(ju)片偏(pian)擺很有好(hao)處。
3、強度的選取
強(qiang)度太高的(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)會導致晶體不容易(yi)被(bei)切割(ge),磨粒(li)在運用的(de)(de)(de)時候被(bei)拋光(guang),銳利程(cheng)度減小(xiao),引起工具的(de)(de)(de)性能(neng)變(bian)差;金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)強(qiang)度較低的(de)(de)(de)時候,在晶體遭到沖(chong)擊(ji)后(hou)容易(yi)破(po)碎,難以肩負(fu)起切削額責任。因此,最好(hao)選擇金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)強(qiang)度在13到140N之間的(de)(de)(de)。
選取金(jin)剛(gang)石(shi)刀(dao)具的時候還需要(yao)(yao)注(zhu)意(yi)(yi)的是(shi)粘結相(xiang)的選取以及金(jin)剛(gang)石(shi)燒結工藝的選取,每一(yi)個方面都有(you)需要(yao)(yao)注(zhu)意(yi)(yi)的地方,選用的時候一(yi)定要(yao)(yao)千萬注(zhu)意(yi)(yi)。
三、金剛石刀具選購技巧
大家都知道在切開(kai)石(shi)材(cai)的(de)(de)(de)過程中,依據不(bu)一樣性質的(de)(de)(de)石(shi)材(cai)和它的(de)(de)(de)硬度(du)不(bu)一樣的(de)(de)(de)石(shi)材(cai)。在切開(kai)的(de)(de)(de)過程中很(hen)是影響金剛石(shi)刀頭切割(ge)的(de)(de)(de)效率(lv)的(de)(de)(de)。
運用粒度(du)較大的金剛石(shi)出露程度(du)將(jiang)有較快的材(cai)料切(qie)隊率。一般(ban)粗顆粒用于(yu)切(qie)開軟質材(cai)料,而較小的粒度(du)金剛石(shi)刀頭則用作堅(jian)固材(cai)料的切(qie)開。
金剛石的(de)粒度(du)(du)決議(yi)了(le)每(mei)克(ke)(ke)拉的(de)顆(ke)粒數(shu)(shu),粒度(du)(du)號(hao)越大,每(mei)克(ke)(ke)拉的(de)顆(ke)粒數(shu)(shu)就越多(duo)。由于金剛石刀頭的(de)切(qie)開(kai)(kai)面積上(shang)金剛石的(de)數(shu)(shu)目對(dui)東西的(de)壽數(shu)(shu)和功率(lv)耗費有影響。金剛石刀頭在鋸切(qie)東西的(de)切(qie)開(kai)(kai)面上(shang)的(de)出露狀(zhuang)況或凸(tu)出高度(du)(du)會影響材料(liao)切(qie)除率(lv)。