单晶刀具是一种采用单晶体材料制成的刀具,它是金刚石刀具的一种特殊类型,具有以下特点:
①单晶结构:单晶刀具由单一晶体构成,没有晶界和晶粒界限。这种单晶结构赋予了单晶刀具出色的机械性能和切削性能。②高硬度和耐磨性:单晶刀具采用高硬度的单晶体材料,它能够在切削过程中保持刀刃的锋利度和稳定性,延长刀具的使用寿命。③减少刀具磨损:由于单晶刀具没有晶界,其切削刃的磨损相对较小。这使得单晶刀具能够实现更稳定和可靠的切削,减少停机时间和更换刀具的频率。④提高切削质量:单晶刀具具有出色的切削质量。由于没有晶界的影响,单晶刀具能够实现更加精确和平滑的切削表面,提高加工零件的精度和表面质量。⑤高温稳定性:单晶刀具具有优异的高温稳定性。它能够在高温切削环境中保持刀具的刚性和稳定性,不易发生变形和损坏,适用于高温加工和重负荷切削。
金刚石刀具分类单晶金刚石刀具是目前超精密加工领域的主要切削刀具,其切削刀具一般质量大于0.1g,最小径长不小于2mm,可实现镜面加工,可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度,切削出来的效果非常光亮,是公认的、理想的超精密加工刀具。单晶金刚石有天然和人造两种,天然单晶金刚石数量少,价格昂贵,为了缓解大量的工业需求,科学家寻找人工的方法合成金刚石。人造单晶金刚石具备与天然单晶金刚石相同的结构而且有与之相媲美的性能,同时成本相对天然金刚石低廉,具有广泛的工业应用和商业前景。
单晶金刚石刀具、聚晶PCD刀具和CVD金刚石刀具是三种常见的超硬刀具材料,它们在制备工艺、性能特点和应用方面存在一些区别。
单晶金刚石刀具:单晶金刚石刀具由高温高压合成的纯金刚石单晶制成。它具有以下特点:
高硬度:单晶金刚石的硬度非常高,是目前已知最硬的材料。
优异的切削性能:单晶金刚石刀具在加工硬质材料时表现出色,具有很高的切削速度和切削质量。
昂贵:由于制备难度和生产成本高,单晶金刚石刀具价格较高。
使用限制:由于单晶金刚石的结构特性,其应用范围有限,主要用于加工非铁基材料。
聚晶PCD刀具:聚晶PCD刀具由金刚石微粒和金属结合剂通过高温高压烧结而成。它具有以下特点:
高硬度:聚晶PCD刀具硬度高于大部分材料,但略低于单晶金刚石。
良好的切削性能:聚晶PCD刀具在加工金属和非金属材料时表现优秀,切削速度较快。
较低的成本:相对于单晶金刚石刀具,聚晶PCD刀具制备工艺成熟,生产成本相对较低。
应用广泛:聚晶PCD刀具可用于加工多种材料,包括铁基材料和非铁基材料。
CVD金刚石刀具:CVD金刚石刀具是通过化学气相沉积技术在刀具基体上合成的金刚石薄膜。它具有以下特点:
薄膜结构:CVD金刚石刀具的金刚石层为薄膜状,而不是整体块材,因此其硬度略低于单晶金刚石和聚晶PCD。
良好的切削性能:CVD金刚石刀具在加工硬质材料时具有良好的切削性能,但相对于单晶金刚石刀具和聚晶PCD刀具略逊一筹。
可定制性强:CVD技术可实现金刚石薄膜的定制,可根据具体需求设计薄膜结构和厚度。
应用广泛:CVD金刚石刀具可用于加工多种材料,包括金属和非金属材料。
在显微镜下的状况:
左下图可明显看出刀刃边缘会呈现锯齿状,而右图则平顺光滑。
在加工方面的差异性:
华菱超硬单晶金刚石刀具波纹度达到nm以内,光洁度10nm以内,圆弧半径最小可做到0.mm,具有以下特点和优势:
极高的硬度:华菱超硬单晶金刚石刀具具有超过CBN和其他材料的硬度。它能够耐受高压力和磨损,保持刀刃的锋利度和稳定性。
优异的耐磨性:华菱超硬单晶金刚石刀具具有出色的耐磨性,能够在高速切削和高温环境下保持较长的使用寿命。它能够忍受金属材料的高温、高压和化学反应,不容易磨损或退化。
高切削效率:由于其极高的硬度,华菱超硬单晶金刚石刀具能够在切削加工中提供高效的切削效率。它能够实现高速切削、高进给率和较大切削深度,减少加工时间,提高生产效率。
高精度加工:华菱超硬单晶金刚石刀具能够实现高精度的加工,保持较小的公差和优质的表面质量。它能够去除材料表面的缺陷和瑕疵,提供光滑、平整的加工表面。
适用于硬质材料加工:华菱超硬单晶金刚石刀具特别适用于加工硬质材料,如硬质合金、陶瓷、玻璃等。它能够有效切削这些材料,并实现高精度和高效率的加工。适合的刀具类型:光纤单晶切割刀、单晶金刚石刀片、单晶金刚石车刀、铣刀、轮廓刀、倒角刀、切槽刀等。
应用广泛:华菱超硬单晶金刚石刀具在多个领域得到应用,包括汽车制造、航空航天、电子器件制造、宝石加工等。它在高精度和高效率加工的要求下发挥着关键作用单晶金刚石刀具的使用时需要考虑合适的切削参数和工艺,以充分发挥其优势。
华菱单晶(金刚石)刀具类型华菱单晶刀具应用行业非标定制