Το εργαλείο PCD είναι κατασκευασμένο από πολυκρυσταλλική άκρη μαχαιριού διαμαντιού και μήτρα καρβιδίου μέσω υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης. Μπορεί όχι μόνο να αξιοποιήσει πλήρως τα πλεονεκτήματα της υψηλής σκληρότητας, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, του χαμηλού συντελεστή τριβής, του χαμηλού συντελεστή θερμικής διαστολής, της μικρής συγγένειας με μέταλλα και αμέταλλα, του υψηλού μέτρου ελαστικότητας, της επιφάνειας χωρίς σχίσιμο, της ισότροπης, αλλά και να λάβει υπόψη την υψηλή αντοχή του σκληρού κράματος.
Η θερμική σταθερότητα, η αντοχή σε κρούση και η αντοχή στη φθορά είναι οι κύριοι δείκτες απόδοσης του PCD. Επειδή χρησιμοποιείται κυρίως σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής καταπόνησης, η θερμική σταθερότητα είναι το πιο σημαντικό πράγμα. Η μελέτη δείχνει ότι η θερμική σταθερότητα του PCD έχει μεγάλο αντίκτυπο στην αντοχή στη φθορά και την αντοχή σε κρούση. Τα δεδομένα δείχνουν ότι όταν η θερμοκρασία είναι υψηλότερη από 750℃, η αντοχή στη φθορά και η αντοχή σε κρούση του PCD μειώνονται γενικά κατά 5% -10%.
Η κρυσταλλική κατάσταση του PCD καθορίζει τις ιδιότητές του. Στη μικροδομή, τα άτομα άνθρακα σχηματίζουν ομοιοπολικούς δεσμούς με τέσσερα γειτονικά άτομα, αποκτούν τετραεδρική δομή και στη συνέχεια σχηματίζουν τον ατομικό κρύσταλλο, ο οποίος έχει ισχυρό προσανατολισμό και δύναμη σύνδεσης, καθώς και υψηλή σκληρότητα. Οι κύριοι δείκτες απόδοσης του PCD είναι οι εξής: ① η σκληρότητα μπορεί να φτάσει τα 8000 HV, 8-12 φορές του καρβιδίου. ② η θερμική αγωγιμότητα είναι 700W/mK, 1,5-9 φορές, ακόμη υψηλότερη από το PCBN και τον χαλκό. ③ ο συντελεστής τριβής είναι γενικά μόνο 0,1-0,3, πολύ μικρότερος από το 0,4-1 του καρβιδίου, μειώνοντας σημαντικά τη δύναμη κοπής. ④ ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι μόνο 0,9x10-6-1,18x10-6,1/5 του καρβιδίου, γεγονός που μπορεί να μειώσει τη θερμική παραμόρφωση και να βελτιώσει την ακρίβεια επεξεργασίας. ⑤ και τα μη μεταλλικά υλικά έχουν μικρότερη συγγένεια σχηματισμού οζιδίων.
Το κυβικό νιτρίδιο του βορίου έχει ισχυρή αντοχή στην οξείδωση και μπορεί να επεξεργαστεί υλικά που περιέχουν σίδηρο, αλλά η σκληρότητα είναι χαμηλότερη από το μονοκρυσταλλικό διαμάντι, η ταχύτητα επεξεργασίας είναι αργή και η απόδοση είναι χαμηλή. Το μονοκρυσταλλικό διαμάντι έχει υψηλή σκληρότητα, αλλά η ανθεκτικότητα είναι ανεπαρκής. Η ανισοτροπία διευκολύνει την αποσύνδεσή του κατά μήκος της επιφάνειας (111) υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης και η απόδοση επεξεργασίας είναι περιορισμένη. Το PCD είναι ένα πολυμερές που συντίθεται από σωματίδια διαμαντιού μεγέθους μικρού με ορισμένα μέσα. Η χαοτική φύση της ακανόνιστης συσσώρευσης σωματιδίων οδηγεί στη μακροσκοπική ισότροπη φύση του και δεν υπάρχει κατευθυντική και διασπαστική επιφάνεια στην αντοχή εφελκυσμού. Σε σύγκριση με το μονοκρυσταλλικό διαμάντι, το όριο των κόκκων του PCD μειώνει αποτελεσματικά την ανισοτροπία και βελτιστοποιεί τις μηχανικές ιδιότητες.
1. Αρχές σχεδιασμού εργαλείων κοπής PCD
(1) Εύλογη επιλογή μεγέθους σωματιδίων PCD
Θεωρητικά, η PCD θα πρέπει να προσπαθεί να βελτιώσει τους κόκκους και η κατανομή των προσθέτων μεταξύ των προϊόντων θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφη για να ξεπεραστεί η ανισοτροπία. Η επιλογή του μεγέθους των σωματιδίων PCD σχετίζεται επίσης με τις συνθήκες επεξεργασίας. Γενικά, η PCD με υψηλή αντοχή, καλή σκληρότητα, καλή αντοχή σε κρούση και λεπτόκοκκους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για φινίρισμα ή υπερφινίρισμα, ενώ η PCD με χονδρόκοκκους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για γενική χονδροειδή κατεργασία. Το μέγεθος των σωματιδίων PCD μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόδοση φθοράς του εργαλείου. Η σχετική βιβλιογραφία επισημαίνει ότι όταν οι κόκκοι της πρώτης ύλης είναι μεγάλοι, η αντοχή στη φθορά αυξάνεται σταδιακά με τη μείωση του μεγέθους των κόκκων, αλλά όταν το μέγεθος των κόκκων είναι πολύ μικρό, αυτός ο κανόνας δεν ισχύει.
Σχετικά πειράματα επέλεξαν τέσσερις σκόνες διαμαντιού με μέσο μέγεθος σωματιδίων 10um, 5um, 2um και 1um και το συμπέρασμα ήταν ότι: ① Με τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων της πρώτης ύλης, το Co διαχέεται πιο ομοιόμορφα. Με τη μείωση του ②, η αντοχή στη φθορά και η αντοχή στη θερμότητα του PCD μειώθηκαν σταδιακά.
(2) Λογική επιλογή της μορφής του στόματος της λεπίδας και του πάχους της λεπίδας
Η μορφή του στομίου της λεπίδας περιλαμβάνει κυρίως τέσσερις δομές: ανεστραμμένη άκρη, αμβλύ κύκλο, σύνθετο αμβλύ κύκλο ανεστραμμένης άκρης και οξεία γωνία. Η οξεία γωνιακή δομή καθιστά την άκρη κοφτερή, η ταχύτητα κοπής είναι γρήγορη, μπορεί να μειώσει σημαντικά τη δύναμη κοπής και τα γρέζια, βελτιώνοντας την ποιότητα της επιφάνειας του προϊόντος, είναι πιο κατάλληλη για κράμα αλουμινίου χαμηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο και άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα χαμηλής σκληρότητας, ομοιόμορφο φινίρισμα. Η αμβλεία στρογγυλή δομή μπορεί να παθητικοποιήσει το στόμιο της λεπίδας, σχηματίζοντας γωνία R, αποτρέποντας αποτελεσματικά το σπάσιμο της λεπίδας, κατάλληλη για την επεξεργασία κράματος αλουμινίου μεσαίου / υψηλού πυριτίου. Σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, όπως ρηχό βάθος κοπής και μικρή τροφοδοσία μαχαιριού, προτιμάται η αμβλεία στρογγυλή δομή. Η δομή ανεστραμμένης άκρης μπορεί να αυξήσει τις άκρες και τις γωνίες, να σταθεροποιήσει τη λεπίδα, αλλά ταυτόχρονα θα αυξήσει την πίεση και την αντίσταση κοπής, πιο κατάλληλη για κοπή κράματος αλουμινίου υψηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο.
Για να διευκολυνθεί η ηλεκτροδιαβρωτική επεξεργασία (EDM), συνήθως επιλέγεται ένα λεπτό στρώμα φύλλου PDC (0,3-1,0 mm), συν το στρώμα καρβιδίου, το συνολικό πάχος του εργαλείου είναι περίπου 28 mm. Το στρώμα καρβιδίου δεν πρέπει να είναι πολύ παχύ για να αποφευχθεί η διαστρωμάτωση που προκαλείται από τη διαφορά τάσης μεταξύ των επιφανειών συγκόλλησης.
2, διαδικασία κατασκευής εργαλείων PCD
Η διαδικασία κατασκευής του εργαλείου PCD καθορίζει άμεσα την απόδοση κοπής και τη διάρκεια ζωής του εργαλείου, η οποία αποτελεί το κλειδί για την εφαρμογή και την ανάπτυξή του. Η διαδικασία κατασκευής του εργαλείου PCD φαίνεται στο Σχήμα 5.
(1) Κατασκευή σύνθετων δισκίων PCD (PDC)
① Διαδικασία κατασκευής του PDC
Το PDC αποτελείται γενικά από φυσική ή συνθετική σκόνη διαμαντιού και συνδετικό παράγοντα σε υψηλή θερμοκρασία (1000-2000℃) και υψηλή πίεση (5-10 atm). Ο συνδετικός παράγοντας σχηματίζει τη γέφυρα σύνδεσης με TiC, Sic, Fe, Co, Ni, κ.λπ. ως κύρια συστατικά, και ο κρύσταλλος διαμαντιού ενσωματώνεται στον σκελετό της γέφυρας σύνδεσης με τη μορφή ομοιοπολικού δεσμού. Το PDC γενικά κατασκευάζεται σε δίσκους με σταθερή διάμετρο και πάχος, και λείανση και γυάλισμα και άλλες αντίστοιχες φυσικές και χημικές επεξεργασίες. Ουσιαστικά, η ιδανική μορφή του PDC θα πρέπει να διατηρεί τα εξαιρετικά φυσικά χαρακτηριστικά του μονοκρυσταλλικού διαμαντιού όσο το δυνατόν περισσότερο, επομένως, τα πρόσθετα στο σώμα πυροσυσσωμάτωσης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν λιγότερα, ταυτόχρονα, ο συνδυασμός δεσμού DD σωματιδίων όσο το δυνατόν περισσότερο.
② Ταξινόμηση και επιλογή συνδετικών υλικών
Το συνδετικό υλικό είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει τη θερμική σταθερότητα του εργαλείου PCD, η οποία επηρεάζει άμεσα τη σκληρότητα, την αντοχή στη φθορά και τη θερμική σταθερότητά του. Κοινές μέθοδοι συγκόλλησης PCD είναι: σίδηρος, κοβάλτιο, νικέλιο και άλλα μεταβατικά μέταλλα. Χρησιμοποιήθηκε μικτή σκόνη Co και W ως συνδετικός παράγοντας και η συνολική απόδοση του PCD σύντηξης ήταν καλύτερη όταν η πίεση σύνθεσης ήταν 5,5 GPa, η θερμοκρασία σύντηξης ήταν 1450℃ και η μόνωση για 4 λεπτά. SiC, TiC, WC, TiB2 και άλλα κεραμικά υλικά. SiC Η θερμική σταθερότητα του SiC είναι καλύτερη από αυτή του Co, αλλά η σκληρότητα και η αντοχή στη θραύση είναι σχετικά χαμηλές. Η κατάλληλη μείωση του μεγέθους της πρώτης ύλης μπορεί να βελτιώσει τη σκληρότητα και την ανθεκτικότητα του PCD. Καμία κόλλα, με γραφίτη ή άλλες πηγές άνθρακα σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση δεν καίγεται σε νανοκλίμακα πολυμερές διαμάντι (NPD). Η χρήση γραφίτη ως προδρόμου για την παρασκευή NPD είναι οι πιο απαιτητικές συνθήκες, αλλά το συνθετικό NPD έχει την υψηλότερη σκληρότητα και τις καλύτερες μηχανικές ιδιότητες.
Επιλογή και έλεγχος ③ κόκκων
Η πρώτη ύλη της σκόνης διαμαντιού είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση της PCD. Η προεπεξεργασία της μικροσκόνης διαμαντιού, η προσθήκη μιας μικρής ποσότητας ουσιών που εμποδίζουν την ανάπτυξη ανώμαλων σωματιδίων διαμαντιού και η λογική επιλογή προσθέτων πυροσυσσωμάτωσης μπορούν να αναστείλουν την ανάπτυξη ανώμαλων σωματιδίων διαμαντιού.
Το NPD υψηλής καθαρότητας με ομοιόμορφη δομή μπορεί να εξαλείψει αποτελεσματικά την ανισοτροπία και να βελτιώσει περαιτέρω τις μηχανικές ιδιότητες. Η σκόνη προδρόμου νανογραφίτη που παρασκευάστηκε με τη μέθοδο λείανσης με σφαιρίδια υψηλής ενέργειας χρησιμοποιήθηκε για τη ρύθμιση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο σε προ-πυροσυσσωμάτωση υψηλής θερμοκρασίας, μετατρέποντας τον γραφίτη σε διαμάντι υπό 18 GPa και 2100-2300℃, δημιουργώντας ελάσματα και κοκκώδη NPD, και η σκληρότητα αυξήθηκε με τη μείωση του πάχους των ελασμάτων.
④ Καθυστερημένη χημική επεξεργασία
Στην ίδια θερμοκρασία (200 °℃) και χρόνο (20 ώρες), η επίδραση απομάκρυνσης κοβαλτίου του οξέος Lewis-FeCl3 ήταν σημαντικά καλύτερη από αυτή του νερού, και η βέλτιστη αναλογία HCl ήταν 10-15g / 100ml. Η θερμική σταθερότητα του PCD βελτιώνεται καθώς αυξάνεται το βάθος απομάκρυνσης κοβαλτίου. Για το PCD χονδρόκοκκης ανάπτυξης, η επεξεργασία με ισχυρό οξύ μπορεί να απομακρύνει πλήρως το Co, αλλά έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση του πολυμερούς. Η προσθήκη TiC και WC για την αλλαγή της συνθετικής πολυκρυσταλλικής δομής και ο συνδυασμός με επεξεργασία με ισχυρό οξύ για τη βελτίωση της σταθερότητας του PCD. Προς το παρόν, η διαδικασία παρασκευής των υλικών PCD βελτιώνεται, η ανθεκτικότητα του προϊόντος είναι καλή, η ανισοτροπία έχει βελτιωθεί σημαντικά, έχει επιτευχθεί εμπορική παραγωγή, οι σχετικές βιομηχανίες αναπτύσσονται ραγδαία.
(2) Επεξεργασία της λεπίδας PCD
① διαδικασία κοπής
Το PCD έχει υψηλή σκληρότητα, καλή αντοχή στη φθορά και υψηλή δύσκολη διαδικασία κοπής.
② διαδικασία συγκόλλησης
PDC και το σώμα του μαχαιριού με μηχανική σφιγκτήρα, συγκόλληση και συγκόλληση. Η συγκόλληση είναι η πίεση του PDC στη μήτρα καρβιδίου, συμπεριλαμβανομένης της συγκόλλησης κενού, της συγκόλλησης με διάχυση κενού, της συγκόλλησης με θέρμανση επαγωγής υψηλής συχνότητας, της συγκόλλησης με λέιζερ κ.λπ. Η συγκόλληση με θέρμανση επαγωγής υψηλής συχνότητας έχει χαμηλό κόστος και υψηλή απόδοση και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Η ποιότητα συγκόλλησης σχετίζεται με τη ροή, το κράμα συγκόλλησης και τη θερμοκρασία συγκόλλησης. Η θερμοκρασία συγκόλλησης (γενικά χαμηλότερη από 700 °℃) έχει τη μεγαλύτερη επίδραση, η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, εύκολο να προκαλέσει γραφιτοποίηση PCD ή ακόμα και "υπερβολική καύση", η οποία επηρεάζει άμεσα το αποτέλεσμα συγκόλλησης, και η πολύ χαμηλή θερμοκρασία θα οδηγήσει σε ανεπαρκή αντοχή συγκόλλησης. Η θερμοκρασία συγκόλλησης μπορεί να ελεγχθεί από τον χρόνο μόνωσης και το βάθος της ερυθρότητας PCD.
③ διαδικασία λείανσης λεπίδων
Η διαδικασία λείανσης του εργαλείου PCD είναι το κλειδί για τη διαδικασία κατασκευής. Γενικά, η μέγιστη τιμή της λεπίδας και της λεπίδας είναι εντός 5um και η ακτίνα τόξου είναι εντός 4um. Η μπροστινή και η πίσω επιφάνεια κοπής εξασφαλίζουν ορισμένο φινίρισμα επιφάνειας και μειώνουν ακόμη και το Ra της μπροστινής επιφάνειας κοπής σε 0,01 μm για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις του καθρέφτη, να κάνουν τα τσιπς να ρέουν κατά μήκος της μπροστινής επιφάνειας του μαχαιριού και να αποτρέψουν το κόλλημα του μαχαιριού.
Η διαδικασία λείανσης λεπίδων περιλαμβάνει μηχανική λείανση λεπίδων με διαμαντένιο τροχό λείανσης, λείανση λεπίδων με ηλεκτρικό σπινθήρα (EDG), υπερ-σκληρό λειαντικό τροχό λείανσης με συνδετικό υλικό μετάλλου, ηλεκτρολυτική λείανση λεπίδων φινιρίσματος (ELID), κατεργασία λείανσης σύνθετων λεπίδων. Μεταξύ αυτών, η μηχανική λείανση λεπίδων με διαμαντένιο τροχό λείανσης είναι η πιο ώριμη και η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη.
Σχετικά πειράματα: ① ο τροχός λείανσης χονδροειδών σωματιδίων θα οδηγήσει σε σοβαρή κατάρρευση της λεπίδας, με αποτέλεσμα το μέγεθος των σωματιδίων του τροχού λείανσης να μειώνεται και η ποιότητα της λεπίδας να βελτιώνεται. Το μέγεθος των σωματιδίων του ② τροχού λείανσης σχετίζεται στενά με την ποιότητα της λεπίδας των εργαλείων PCD λεπτών ή εξαιρετικά λεπτών σωματιδίων, αλλά έχει περιορισμένη επίδραση στα εργαλεία PCD χονδροειδών σωματιδίων.
Σχετική έρευνα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό επικεντρώνεται κυρίως στον μηχανισμό και τη διαδικασία λείανσης των λεπίδων. Στον μηχανισμό λείανσης των λεπίδων, η θερμοχημική αφαίρεση και η μηχανική αφαίρεση είναι οι κυρίαρχες, ενώ η αφαίρεση εύθραυστων υλικών και η αφαίρεση κόπωσης είναι σχετικά μικρές. Κατά την άλεση, ανάλογα με την αντοχή και τη θερμική αντοχή των διαφόρων συνδετικών παραγόντων, βελτιώνεται η ταχύτητα και η συχνότητα ταλάντωσης του τροχού λείανσης όσο το δυνατόν περισσότερο, αποφεύγεται η αφαίρεση ευθραυστότητας και κόπωσης, βελτιώνεται το ποσοστό της θερμοχημικής αφαίρεσης και μειώνεται η τραχύτητα της επιφάνειας. Η τραχύτητα της επιφάνειας της ξηρής λείανσης είναι χαμηλή, αλλά εύκολα λόγω της υψηλής θερμοκρασίας επεξεργασίας, καίγεται η επιφάνεια του εργαλείου,
Η διαδικασία λείανσης της λεπίδας πρέπει να δοθεί προσοχή στα εξής: ① επιλέξτε λογικές παραμέτρους διαδικασίας λείανσης της λεπίδας, μπορεί να κάνει την ποιότητα του στομίου της ακμής άριστη, το φινίρισμα της μπροστινής και της πίσω επιφάνειας της λεπίδας υψηλότερο. Ωστόσο, λάβετε επίσης υπόψη την υψηλή δύναμη λείανσης, τις μεγάλες απώλειες, τη χαμηλή απόδοση λείανσης, το υψηλό κόστος. ② επιλέξτε λογική ποιότητα τροχού λείανσης, συμπεριλαμβανομένου του τύπου συνδετικού υλικού, του μεγέθους των σωματιδίων, της συγκέντρωσης, του συνδετικού υλικού, της επικάλυψης του τροχού λείανσης, με λογικές συνθήκες λείανσης σε ξηρή και υγρή λεπίδα, μπορεί να βελτιστοποιήσει την μπροστινή και πίσω γωνία του εργαλείου, την τιμή παθητικοποίησης της άκρης του μαχαιριού και άλλες παραμέτρους, βελτιώνοντας παράλληλα την ποιότητα της επιφάνειας του εργαλείου.
Διαφορετικοί τροχοί λείανσης με διαμάντι σύνδεσης έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά και διαφορετικό μηχανισμό λείανσης και αποτέλεσμα. Ο τροχός άμμου με διαμάντι σύνδεσης ρητίνης είναι μαλακός, τα σωματίδια λείανσης πέφτουν εύκολα πρόωρα, δεν έχουν αντοχή στη θερμότητα, η επιφάνεια παραμορφώνεται εύκολα από τη θερμότητα, η επιφάνεια λείανσης της λεπίδας είναι επιρρεπής σε σημάδια φθοράς, μεγάλη τραχύτητα. Ο τροχός λείανσης με διαμάντι σύνδεσης μετάλλου διατηρείται αιχμηρός με άλεση, σύνθλιψη, καλή διαμορφωσιμότητα, επιφάνεια, χαμηλή τραχύτητα επιφάνειας της λεπίδας, υψηλότερη απόδοση. Ωστόσο, η ικανότητα σύνδεσης των σωματιδίων λείανσης καθιστά κακή την αυτοακόνισμα και η κοπτική άκρη αφήνει εύκολα ένα κενό κρούσης, προκαλώντας σοβαρή οριακή ζημιά. Ο τροχός λείανσης με διαμάντι σύνδεσης κεραμικού συνδετικού έχει μέτρια αντοχή, καλή απόδοση αυτοδιέγερσης, περισσότερους εσωτερικούς πόρους, ευνοεί την αφαίρεση σκόνης και την απαγωγή θερμότητας, μπορεί να προσαρμοστεί σε μια ποικιλία ψυκτικού υγρού, η χαμηλή θερμοκρασία λείανσης, ο τροχός λείανσης είναι λιγότερο φθαρμένος, καλή διατήρηση σχήματος, η ακρίβεια είναι η υψηλότερη απόδοση. Ωστόσο, το σώμα της λείανσης με διαμάντι και ο συνδετικός σύνδεσμος οδηγούν στο σχηματισμό κοιλοτήτων στην επιφάνεια του εργαλείου. Χρήση σύμφωνα με τα υλικά επεξεργασίας, την ολοκληρωμένη απόδοση λείανσης, την αντοχή στην τριβή και την ποιότητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας.
Η έρευνα σχετικά με την απόδοση λείανσης επικεντρώνεται κυρίως στη βελτίωση της παραγωγικότητας και του κόστους ελέγχου. Γενικά, ο ρυθμός λείανσης Q (αφαίρεση PCD ανά μονάδα χρόνου) και ο λόγος φθοράς G (λόγος αφαίρεσης PCD προς απώλεια από τον τροχό λείανσης) χρησιμοποιούνται ως κριτήρια αξιολόγησης.
Γερμανός μελετητής KENTER εργαλείο λείανσης PCD με σταθερή πίεση, δοκιμή: 1 αυξάνει την ταχύτητα του τροχού λείανσης, το μέγεθος των σωματιδίων PDC και τη συγκέντρωση ψυκτικού, μειώνοντας τον ρυθμό λείανσης και τον λόγο φθοράς. 2 αυξάνει το μέγεθος των σωματιδίων λείανσης, αυξάνει τη σταθερή πίεση, αυξάνει τη συγκέντρωση διαμαντιού στον τροχό λείανσης, μειώνοντας τον ρυθμό λείανσης και τον λόγο φθοράς. 2 ο τύπος συνδετικού υλικού είναι διαφορετικός, ο ρυθμός λείανσης και ο λόγος φθοράς είναι διαφορετικοί. KENTER Η διαδικασία λείανσης λεπίδας του εργαλείου PCD μελετήθηκε συστηματικά, αλλά η επίδραση της διαδικασίας λείανσης λεπίδας δεν αναλύθηκε συστηματικά.
3. Χρήση και αστοχία των εργαλείων κοπής PCD
(1) Επιλογή παραμέτρων κοπής με εργαλείο
Κατά την αρχική περίοδο του εργαλείου PCD, το στόμιο της αιχμηρής άκρης σταδιακά καταστράφηκε και η ποιότητα της επιφάνειας κατεργασίας βελτιώθηκε. Η παθητικοποίηση μπορεί να αφαιρέσει αποτελεσματικά το μικροκενό και τα μικρά γρέζια που προκαλούνται από την άλεση της λεπίδας, να βελτιώσει την ποιότητα της επιφάνειας της κοπτικής άκρης και ταυτόχρονα να σχηματίσει μια κυκλική ακτίνα άκρης για να συμπιέσει και να επισκευάσει την επεξεργασμένη επιφάνεια, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας.
Η ταχύτητα κοπής για την επιφάνεια του εργαλείου PCD είναι γενικά 4000m/min, η επεξεργασία οπών είναι γενικά 800m/min, ενώ η επεξεργασία μη σιδηρούχων μετάλλων υψηλής ελαστικότητας-πλαστικότητας απαιτεί υψηλότερη ταχύτητα περιστροφής (300-1000m/min). Ο όγκος τροφοδοσίας συνιστάται γενικά μεταξύ 0,08-0,15mm/r. Πολύ μεγάλος όγκος τροφοδοσίας, αυξημένη δύναμη κοπής, αυξημένη υπολειμματική γεωμετρική επιφάνεια της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας. Πολύ μικρός όγκος τροφοδοσίας, αυξημένη θερμότητα κοπής και αυξημένη φθορά. Το βάθος κοπής αυξάνεται, η δύναμη κοπής αυξάνεται, η θερμότητα κοπής αυξάνεται, η διάρκεια ζωής μειώνεται. Το υπερβολικό βάθος κοπής μπορεί εύκολα να προκαλέσει κατάρρευση της λεπίδας. Το μικρό βάθος κοπής θα οδηγήσει σε σκλήρυνση κατεργασίας, φθορά, ακόμη και κατάρρευση της λεπίδας.
(2) Μορφή φθοράς
Κατά την επεξεργασία του τεμαχίου, λόγω τριβής, υψηλής θερμοκρασίας και άλλων λόγων, η φθορά είναι αναπόφευκτη. Η φθορά του διαμαντένιου εργαλείου αποτελείται από τρία στάδια: την αρχική φάση ταχείας φθοράς (γνωστή και ως μεταβατική φάση), τη φάση σταθερής φθοράς με σταθερό ρυθμό φθοράς και την επακόλουθη φάση ταχείας φθοράς. Η φάση ταχείας φθοράς υποδεικνύει ότι το εργαλείο δεν λειτουργεί και απαιτεί επαναλείανση. Οι μορφές φθοράς των εργαλείων κοπής περιλαμβάνουν τη φθορά της κόλλας (φθορά ψυχρής συγκόλλησης), τη φθορά διάχυσης, τη φθορά από τριβή, τη φθορά από οξείδωση κ.λπ.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά εργαλεία, οι μορφές φθοράς των εργαλείων PCD είναι η φθορά της κόλλας, η φθορά διάχυσης και η ζημιά στο πολυκρυσταλλικό στρώμα. Μεταξύ αυτών, η ζημιά στο πολυκρυσταλλικό στρώμα είναι η κύρια αιτία, η οποία εκδηλώνεται ως η ανεπαίσθητη κατάρρευση της λεπίδας που προκαλείται από εξωτερική κρούση ή η απώλεια κόλλας στο PDC, σχηματίζοντας ένα κενό, το οποίο ανήκει σε φυσική μηχανική βλάβη, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της ακρίβειας επεξεργασίας και σε απόρριψη των τεμαχίων. Το μέγεθος των σωματιδίων PCD, το σχήμα της λεπίδας, η γωνία της λεπίδας, το υλικό του τεμαχίου και οι παράμετροι επεξεργασίας θα επηρεάσουν την αντοχή της λεπίδας και τη δύναμη κοπής και στη συνέχεια θα προκαλέσουν ζημιά στο πολυκρυσταλλικό στρώμα. Στην πρακτική της μηχανικής, το κατάλληλο μέγεθος σωματιδίων πρώτης ύλης, οι παράμετροι του εργαλείου και οι παράμετροι επεξεργασίας θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τις συνθήκες επεξεργασίας.
4. Τάση ανάπτυξης των εργαλείων κοπής PCD
Προς το παρόν, το εύρος εφαρμογής του εργαλείου PCD έχει επεκταθεί από την παραδοσιακή τόρνευση στη διάτρηση, το φρεζάρισμα, την κοπή υψηλής ταχύτητας και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Η ραγδαία ανάπτυξη των ηλεκτρικών οχημάτων όχι μόνο έχει επηρεάσει την παραδοσιακή αυτοκινητοβιομηχανία, αλλά έχει φέρει και πρωτοφανείς προκλήσεις στη βιομηχανία εργαλείων, ωθώντας την βιομηχανία εργαλείων να επιταχύνει τη βελτιστοποίηση και την καινοτομία.
Η ευρεία εφαρμογή των εργαλείων κοπής PCD έχει εμβαθύνει και προωθήσει την έρευνα και την ανάπτυξη εργαλείων κοπής. Με την εμβάθυνση της έρευνας, οι προδιαγραφές PDC γίνονται όλο και μικρότερες, η βελτιστοποίηση της ποιότητας των κόκκων, η ομοιομορφία της απόδοσης, ο ρυθμός λείανσης και ο λόγος φθοράς είναι όλο και υψηλότεροι, η διαφοροποίηση του σχήματος και της δομής. Οι ερευνητικές κατευθύνσεις των εργαλείων PCD περιλαμβάνουν: 1) έρευνα και ανάπτυξη λεπτού στρώματος PCD· 2) έρευνα και ανάπτυξη νέων υλικών για εργαλεία PCD· 3) έρευνα για καλύτερη συγκόλληση εργαλείων PCD και περαιτέρω μείωση του κόστους· 4) έρευνα για τη βελτίωση της διαδικασίας λείανσης της λεπίδας του εργαλείου PCD για τη βελτίωση της αποδοτικότητας· 5) έρευνα για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων του εργαλείου PCD και τη χρήση εργαλείων σύμφωνα με τις τοπικές συνθήκες· 5) έρευνα για την ορθολογική επιλογή των παραμέτρων κοπής σύμφωνα με τα επεξεργασμένα υλικά.
σύντομη περίληψη
(1) Η απόδοση κοπής του εργαλείου PCD αντισταθμίζει την έλλειψη πολλών εργαλείων καρβιδίου. Ταυτόχρονα, η τιμή του είναι πολύ χαμηλότερη από το εργαλείο διαμαντιών μονοκρυστάλλου, το οποίο στη σύγχρονη κοπή είναι ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο.
(2) Ανάλογα με τον τύπο και την απόδοση των επεξεργασμένων υλικών, απαιτείται μια λογική επιλογή του μεγέθους των σωματιδίων και των παραμέτρων των εργαλείων PCD, η οποία αποτελεί την προϋπόθεση της κατασκευής και χρήσης εργαλείων,
(3) Το υλικό PCD έχει υψηλή σκληρότητα, η οποία είναι το ιδανικό υλικό για την κοπή μαχαιριών, αλλά δημιουργεί επίσης δυσκολίες στην κατασκευή εργαλείων κοπής. Κατά την κατασκευή, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη διεξοδικά η δυσκολία της διαδικασίας και οι ανάγκες επεξεργασίας, προκειμένου να επιτευχθεί η καλύτερη δυνατή σχέση κόστους-απόδοσης.
(4) Για τα υλικά επεξεργασίας PCD στην κομητεία knife, θα πρέπει να επιλέγουμε εύλογα τις παραμέτρους κοπής, με βάση την επίτευξη της απόδοσης του προϊόντος, όσο το δυνατόν περισσότερο για να παρατείνουμε τη διάρκεια ζωής του εργαλείου, προκειμένου να επιτύχουμε την ισορροπία μεταξύ της διάρκειας ζωής του εργαλείου, της αποδοτικότητας της παραγωγής και της ποιότητας του προϊόντος.
(5) Έρευνα και ανάπτυξη νέων υλικών για εργαλεία PCD για την αντιμετώπιση των εγγενών μειονεκτημάτων τους
Αυτό το άρθρο προέρχεται από το "δίκτυο υπερσκληρών υλικών"
Ώρα δημοσίευσης: 25 Μαρτίου 2025
