刀具的选择是加工行业中非常重视的问题。近年来,PCD刀具在铝、铝合金、铜以及一些非金属材料加工行业使用的人是越来越多了。今天我们就来看看PCD刀具在铝加工中都有哪些优势以及该如何选择合适的PCD刀具。
什么是PCD刀具
PCD刀具一般指聚晶金刚石刀具。其使用的PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂(其中含钴、镍等金属)按一定比例在高温(1000~2000℃)、高压(5~10万个大气压)下烧结而成,它既具备了PCD的高硬度、高耐磨性,又兼有硬质合金的良好强度和韧性。
加工成刀具后具有高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数等特点。
PCD刀具在铝加工中的优势
1、PCD的硬度可达8000HV(硬质合金的80~120倍)且耐磨性非常好;
2、PCD的导热系数为700W/MK(硬质合金的1.5~9倍),良好的传热性能大大延长刀具寿命;
3、PCD的摩擦系数一般仅为0.1至0.3,大大低于硬质合金,可以显著减小切削力延长刀具寿命;
4、PCD的热膨胀系数小,刀具的热变形小,加工精度高,工件表面质量高。
5、PCD刀具表面与有色金属和非金属材料的亲和力小,所以不易产生积屑瘤。
6、PCD刀具的弹性模量大,不易断裂,切削刃钝圆半径值可以磨得很小,能长期保持切削刃的锋利。
基于上述优点,PCD刀具可以以非常高的速度加工铝合金材料,刀具寿命可达几千至几万件。特别适合高速大加工量切削的批量生产(3C数码、汽车行业、航空航天领域),如加工数码产品外壳、汽车活塞、汽车轮毂、辊环等。
PCD刀具该怎么选
通常来说PCD粒度号越大,刀具的抗磨损性能越强。
通常精加工或超精加工时,选用细颗粒PCD,而粗加工时选用粗颗粒PCD刀具。
刀具制造商通常也会推荐采用细颗粒PCD牌号加工无硅和低硅铝合金材料,采用粗颗粒PCD牌号加工高硅铝合金材料,原因也是同样的。
PCD刀具加工表面的质量除了看刀具的颗粒度外,还主要取决于刀具刃口的质量,所以PCD刀具的质量一定要好。
PCD刀具刃口常见的加工方式一般有2种,一种是通过慢走丝线切割的方式加工,这种方式加工成本低廉,但是刃口的质量一般。而另一种则是通过激光加工来实现,成本稍高,但刃口质量高出不少(还有一种是先激光粗加工再磨削精加工的,刃口质量更好),大家在选择的时候还是要多留意。
粗略的就说这些,其他更具体的细节包括成本、切削参数还需参考各个厂家给出的产品具体参数。而且铝加工除了要合理选用刀具几何参数和切削参数外,有时还需要刀具供应商对刀具使用中遇到的问题提供解决方案(定制的刀具寿命往往高出数倍,这里就不展开了)。
最后,如果是做铝、工程塑料加工的话,还是建议大家使用专门的铝加工中心。