如今金剛石刀具的加工方法主要有以下(xià)幾種:薄膜塗層刀具、厚膜(mó)金剛石焊(hàn)接刀具、金剛石燒結體刀具和單晶金剛石刀具。
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薄膜塗層金剛石刀具 薄膜塗層金剛石刀具是在剛性及高溫特性好的集體材料上通過化學氣相沉積法(CVD)沉積金剛石薄膜製成的刀具。由於SiN4係陶瓷、WC+Co係硬質合金以及金屬W的(de)熱膨脹係與金剛石接(jiē)近(jìn),製膜(mó)時產生的熱應力小,因此可作為刀體的基體材料。WC+Co係硬質合金(jīn)中,粘結相Co的存在易使金剛石薄膜與基體(tǐ)之間形成(chéng)石墨而降低附著強度,在沉積前需進行預處理(lǐ)以消除Co的(de)影響(一般(bān)通過酸腐蝕去Co)。化學氣相沉積法是采用一定的方法把含有C源的氣體激活(huó),在極低的氣體壓強下,使碳原子在一(yī)定(dìng)區域沉積下來,碳原子在凝聚、沉積過(guò)程(chéng)中形成金剛石相。目前用於沉積(jī)金剛石的CVD法主要包括:微波、熱燈絲、直流電(diàn)弧(hú)噴射法等。金剛石薄膜的優點是可應用於各種幾何形狀(zhuàng)複雜的刀具,如帶有切屑的刀片、端銑刀、鉸刀及鑽頭(tóu);可以(yǐ)用來切削許多非金屬材(cái)料,切削時切削力小、變形小、工作平穩、磨損慢、工件不易變形,適用(yòng)於工件(jiàn)材質好、公差小的精(jīng)加工。主(zhǔ)要缺點是金剛石薄膜與基體(tǐ)的粘接力較差,金剛石薄膜刀具不具有重磨性。

2 厚膜金剛石焊接刀具
金剛石厚(hòu)膜焊接刀具的製作過程一般包括:大麵積(jī)的金剛石膜的製備(bèi);將金剛石膜切成刀具需要(yào)的形狀尺寸;金剛石厚膜與刀具基(jī)體材料的焊接;金剛石厚膜刀具切削刃的研磨與拋光。常用的製(zhì)備金剛石厚膜的工藝方法是直流等離子體射流CVD法。將金剛石沉積到WC+Co合金(表麵進行(háng)鏡麵加工)上(shàng),在(zài)基體的冷卻過程中,金剛石膜自動脫落。此方法沉積速度快(最高可達930μm/h),晶格之間結合比較緊密(mì),但是生長表麵比較粗糙。金剛石膜硬度高、耐磨、不(bú)導(dǎo)電決定了它的切(qiē)割方法是激(jī)光切割(切割可在空氣、氧(yǎng)氣和(hé)氬(yà)氣的環境中進行)。采用激光切割不僅能將金剛石厚膜切割成所需要的形狀和尺寸,還可(kě)以切出刀具的後角,具有切縫窄、高效等(děng)優點。金剛石與(yǔ)一般的金屬及其合金(jīn)之間具(jù)有(yǒu)很高的界麵能致使金剛石(shí)不能被一般的(de)低(dī)熔點合金所浸潤,可焊性極差。目(mù)前主要通過在銅銀合(hé)金焊料中添加強碳化物形成元素或通過對 金剛石表麵進(jìn)行金屬化處理來提(tí)高金剛(gāng)石與金屬之間(jiān)的可焊性。焊料一般用含Ti的銅(tóng)銀合金,不加(jiā)助熔劑在惰性氣體或真空中焊接。常用(yòng)的(de)釺料成分Ag=68.8wt%,Cu=26.7wt%,Ti=4.5wt%,常用(yòng)的(de)製備方(fāng)法是電弧熔煉法和粉末冶金法。Ti作為(wéi)活性元素在焊接過(guò)程中與C反映生成TiC,可提高金剛石與(yǔ)焊料的潤濕性和粘結強度。加熱溫(wēn)度一般為850℃,保溫10分鍾,緩冷以減(jiǎn)小內應力。 金剛石表麵的金屬化是通過表麵處理技術在金剛石表麵鍍(dù)覆金屬,使其表麵具有金屬或類金屬的性能。一般是在金剛石的表麵鍍Ti,Ti與C反應生(shēng)成TiC,TiC Ag-Cu合金釺料有較好的潤濕性和結合強度(dù)。目前常用的鍍鈦(tài)方法有:真空物理氣相沉積(PVD主(zhǔ)要包括真空蒸發鍍、真(zhēn)空濺射鍍、真空離(lí)子鍍等),化學氣相鍍和粉末覆蓋(gài)燒結。PVD法單次鍍覆量低,鍍覆過程中金剛石的溫度低於500℃,鍍層與金剛石之(zhī)間是(shì)物理附著、無化學冶金。CVD法Ti與金剛石(shí)發生(shēng)化學反應形成強力冶金結合,反應溫度高,損害金剛石。厚膜金剛石刀具的刃磨金剛石厚膜刀具的加工方(fāng)法有:機械磨削,熱(rè)金屬盤研磨,離子束、激光束和等離子(zǐ)體刻蝕等。

3 金剛石燒結體刀具
將(jiāng)金剛(gāng)石厚膜用滾壓研磨破壞的方法(fǎ)加工成平均粒度為32~37μ的金剛石晶粒或直接利用高溫高壓法製得金剛石晶粒,把晶粒粉末堆放到WC-16wt%Co 合金上,然後用Ta箔將(jiāng)其隔離,在5.5GPa、1500℃條件下(xià)燒結60分鍾(zhōng),製成金剛石燒結體,用此燒結體製成的(de)車刀具(jù)有(yǒu)很高(gāo)的耐磨性。

4 單晶(jīng)金剛石刀具
單晶金剛(gāng)石刀具通常是將金剛石單晶固定在小刀頭上(shàng),小刀頭(tóu)用螺釘(dìng)或壓板固定在車(chē)刀刀杆上。金(jīn)剛石(shí)在小刀頭上的固定方法主要有:機械加固法(將(jiāng)金剛石底麵和加壓麵(miàn)磨(mó)平,用壓(yā)板加(jiā)壓固定在小刀頭上);粉末冶金法(將金剛石放在合金粉末中,經加壓在真空中燒結,使金剛石固定在小刀頭上);粘結(jié)和釺焊法(使用無機(jī)粘結劑或其它粘結劑固定金(jīn)剛石。由於金剛石與基體的熱膨脹係數相差懸殊,金剛石易鬆(sōng)動,脫落。
以上幾(jǐ)種方法就是當今製作金剛石刀(dāo)具的常用方法,希望對您了解金剛石刀(dāo)具有所幫(bāng)助。