钻石是一种超硬刀具材料,由于其优良的性能和较高的硬度而被广泛地用于切削加工。钻石的种类很多,其中单晶钻石高光刀是天然的,也是人造的,天然单晶金刚石的数量少,价格昂贵,适用于眼镜、光学镜片、数码电子光学配件、汽车光学系统、航天特种飞行眼镜等行业;及一些有色金属的超精密精密切削加工。那金刚石高光PCD刀具加工高光镜效果如何?
合成单晶金刚石具有与天然单晶金刚石相同的结构,并具有与之相匹敌的性能,同时成本相对天然金刚石低,具有广泛的工业应用和商业前景,主要用于有色金属的超精切削、亚克力、高光效机加工。
(1)天然钻石(ND):
自然钻石中约98%属于Ia类氮N天然金刚石的形成,其大部分都是在至少25亿年的岩石中形成,并且形成于约140~200公里的地下,这一深度的强大压力(每平方基叶150万磅)和极端高温(大约2800℃)都会产生一些稀有的碳。
原子核紧紧地聚集在一起形成晶体结构。
在一次火山喷发之后,强大的能量将含有钻石的古岩石推向地表,随后由岩浆或熔化的石块快速运到地面。因为金刚石具有高硬度、高耐磨性和高导热系数,所以很早就应用于切削工具上,近几年科技进步,对加工质量和被加工对象的误差提出了要求,钻石的特性在光学零件加工中得到了广泛的应用。
2)人造单晶体(高温高压合成):
作为Ib型单晶合成金刚石的一种,其氮主要以分散或固溶状态存在于晶体中,正如它的名字所示,人造单晶金刚石是在不含氧和高于1000℃的高温高压条件下合成的,具有与金刚石相当的高硬度,高耐磨损,导热系数高。
因为与金刚石同属单结晶,无晶界特性可制造极高的刃口质量,是其它材料所不能达到的境界,长期以来一直被用于制造超精密金刚石刀具、抛光工具及耐磨件。
目前,人造单晶金刚石最大尺寸为8毫米。
(3)人造单晶(CVD合成)钻石:
属IIa型金刚石单结晶合成金刚石,氮[N]<1ppm,[B]<0.05ppm,CVD合成单晶金刚石所处的环境是,在氢碳混和气体的空腔内,采用化学气相沉积法(CVD)合成。
本发明是由超高压技术合成的优质单晶金刚石,能实现完全无色透明,几乎无杂质,具有较高的耐磨耗和较好的导热系数,更能使被加工物具有较高的加工表面质量,而若在生长过程中有选择地通入掺杂气体,则可制得各种彩色金刚石。
单晶体金刚石刀具的性能优点
(1)单晶金刚石刀具硬度极高(10000HV),因此具有很好的耐磨性能;
(2)单晶金刚石刀具的切削刃可能非常锋利,不适合在切削过程中粘刀并产生积屑瘤,可进行超薄切割及超精密加工;
(3)摩擦系数低,加工时变形小,切削力降低;
(4)刀刃在800倍Nomarski(尼康)显微镜下观察无缺陷,加工有色金属时,其表面粗糙度可以达到Rz0.1~0.05μm,被加工工件的形状精度控制在50nm以下;
(5)选择选择的单晶金刚石刀具,其稳定性好,使用寿命比硬质合金刀具高100倍,甚至数百倍。
单晶体金刚石工具适用于加工材料。
(1)金和银;
(2)铜合金,铜;
(3)铝合金;
4.铍合金;
(5)无氧铜(OFC);
(6)无电解镍;
(7)石墨、玻璃、塑料、陶瓷、硬质合金;
(8)各种纤维和颗粒增强复合材料、橡胶和各种耐磨性的木材(特别是实心木和胶合板,MDF等复合材料)。
单晶体金刚石工具的应用领域
(1)光学工业:例如:光学镜片、球面镜片、光学玻璃、光模、镜片等;
(2)印刷业:滚筒模;
(3)汽车工业:夜间行驶光学系统、投影灯、铝合金轮毂等;
(4)3C工业:移动电话外圆镜面/按键镜面/手电筒外圆镜面、电脑硬盘衬底等;
(5)电子电器:例如电脑硬盘衬底;
(6)国防工业/航空航天:例如,导航仪等;
(7)陶瓷、工程塑料等新材料;
(8)珠宝首饰;
9.医疗器械:例如隐形眼镜、加速器电子枪等;
钻石刀具在切削加工中的应用将越来越广泛。
本实用新型可有效地加工铜、铝等有色金属及合金、陶瓷、末烧结硬质合金、各类纤维及颗粒增强复合材料等。钻石通常被称为"金刚钻",即我们常说的钻石。自然的金刚石矿藏在史前就已形成,并且无生长规律可循。人工合成钻石主要用于军事工业和航天工业。由于它能抵抗高温、高压、宇航员头盔薄膜、飞机隔热板、高铁枕木等等。在先进制造业和现代加工工业中,人造金刚石也被广泛应用,从牙科的修牙镶牙刀、整容医院的磨骨刀、汽车轴承、电子零件等等。并且镶嵌人造金刚石的大波纹片,可用于切割巨大的石料和公路水泥,在地质勘探和石油开采中也起到重要作用。
上述内容与金刚石高光PCD刀具有关,聚晶金刚石(PCD)刀具主要用于加工有色金属等非黑色金属,能磨出非常锋利的刀刃,可获得更好的加工表面,同时也是加工新型非金属材料的首选材料,可切割高硬度的硬质合金和工业陶瓷。希望对读者有所帮助。