当前,国外对超硬材料专用刀具的研究和开发十分重视,几乎每年都有新产品问世。尽管在超硬刀领域中,中国刀具有着独特的一面,但是在高精度、高效率领域的应用还不多。因此,中国需要不断提高刀具自身的性能要求,如生产效率、产品精度、产品稳定性等。那哪种刀具是超硬刀具?
由于精密机械和难加工材料的日益增加,超硬刀具的应用日益广泛。超硬质刀具具有切削性能好、使用寿命长、工件质量好等特点。只要在激光加工过程中使用,就可以通过近几年来科研人员的不断研究,使人工超硬刀的制造工艺得以改善,原料纯度和粒度得到控制。超硬质刀具逐渐应用于半精粗加工和粗加工,已成为当今世界公认的现代高生产率刀具材料之一。
超硬性刀具分为金刚石刀具和立方氮化硼刀具,由于天然金刚石价格较高,因此用于加工金刚石刀具多属人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)及其复合材料。
50年代早期,美国就使用了人造金刚石微粉和人造CBN粉末,在高温、高压、触媒和粘结剂的作用下烧结成较大的聚晶块作为刀具材料。70年代以来,我国开始对超硬刀具进行研究和应用,1970年在贵阳建立了我国一家专门生产超硬材料及制品的磨轮厂——第六砂轮厂。我国的人造金刚石年生产能力在1997年达到约5亿克拉,年产量达800万克拉,已成为世界超硬岩材料生产大国中第一位。
钻石具有极高的硬度和耐磨性,是刀具材料中较硬的材料,且不与非铁金属亲合力,切屑已经排出,导热能力强,切削时不易产生积屑瘤,加工表面质量好。对铜、铝等有色金属及合金、陶瓷、塑料、橡胶等非金属材料进行高效加工,并能高效加工。
那么一定有人问金刚石和立方氮化硼性性能差不多,会不会产生矛盾?答案不会,因为金刚石虽然硬度高、耐磨,但其韧性和热稳定性差,在温度700℃-800℃时易被碳化,不适合加工钢铁材料(黑色金属材料)。与立方氮化硼恰恰相反,它的硬度只有金刚石那么高,但热稳定性好,能在高温条件下正常加工(1250℃-1350℃),对铁元素的化学惰性大,抗粘结能力强。适用于加工各种高硬度钢材,如淬火钢齿轮、轴承、铸铁辊子、泵等难加工材料。
用超硬刀具加工钢、有色材料及其它零件时,切削速度比硬质合金刀具高一倍,刀具寿命比硬质合金刀具长数十倍。与此同时,使用超硬刀可以车代磨,或者以铣代磨,可粗、精加工通用一把刀,一步一步加工即可完成,缩短流程,提高生产效率。
超硬质刀具是一种先进的刀具,具有良好的市场前景。钻石刀具与立方氮化硼刀具在某种程度上互相补充,可以有效地解决难加工材料。同时,随着现代技术的不断发展,新型难加工材料的增加,必将推动超硬刀的进一步发展。
上述有关内容与超硬材料专用刀具有关,总体上,超硬刀具符合现代制造业的发展方向,具有“以车代磨”、“干切削”、“高速切削”等特点,特别是在新的高硬度难加工黑色金属材料领域,有很大的优势。但愿上面能对读者有所帮助。