Wprowadzenie do diamentu polikrystalicznego

Diament polikrystaliczny (PCD) to materia? polikrystaliczny wytwarzany w wyniku polimeryzacji mikroproszku diamentowego za pomoc? spoiw metalicznych (takich jak Co, Ni itp.). Diament polikrystaliczny jest specjalnym rodzajem produktu metalurgii proszków, a niektóre metody i ?rodki konwencjonalnej metalurgii proszków s? zapo?yczone w sposobie wytwarzania. Po latach pi??dziesi?tych XX wieku stopniowo opracowywano sztuczny diament monokrystaliczny, który jest syntetyzowany przez dodanie katalizatora do grafitu jako surowca oraz w wysokiej temperaturze i bardzo wysokim ci?nieniu.

Podczas procesu spiekania, dzi?ki dodaniu dodatków, pomi?dzy kryszta?ami PCD, których g?ównymi sk?adnikami s? Co, Mo, W, WC i Ni, powstaje mostek ??cz?cy, a diament jest trwale osadzony w mocnym szkielecie powsta?ym w wyniku wi?zania most. Rol? spoiwa metalowego jest mocne trzymanie diamentu i zapewnienie pe?nej wydajno?ci ci?cia diamentu. Ponadto, poniewa? ziarna s? swobodnie rozmieszczone we wszystkich kierunkach, p?kni?ciom trudno jest przej?? z jednego ziarna na drugie, co znacznie poprawia wytrzyma?o?? i udarno?? PCD.

Cechy diamentu polikrystalicznego

1, bardzo wysoka twardo?? i odporno?? na zu?ycie: niezrównana twardo?? materia?u natury wynosz?ca 10 000 HV, odporno?? na zu?ycie jest prawie 100 razy wi?ksza ni? w przypadku p?ytek w?glikowych.

2, anizotropowy monokrystaliczny kryszta? diamentu o ró?nej powierzchni kryszta?u i kierunku kryszta?u pod wzgl?dem twardo?ci, odporno?ci na zu?ycie, wytrzyma?o?ci mikroskopowej, szlifowania i przetwarzania stopnia trudno?ci oraz wspó?czynnika tarcia mi?dzy materia?em przedmiotu obrabianego itp. ró?ni? si? znacznie, dlatego projektowanie i produkcja monokrystalicznego narz?dzia diamentowe, musz? prawid?owo wybra? kierunek kryszta?u, surowce diamentowe musz? by? zorientowane na kryszta?y. Wybór przedniej i tylnej powierzchni czo?owej narz?dzi diamentowych jest wa?n? kwesti? przy projektowaniu narz?dzi diamentowych monokrystalicznych.

3, niski wspó?czynnik tarcia: wk?adki PCD w obróbce niektórych materia?ów nie?elaznych, gdy wspó?czynnik tarcia w porównaniu z innymi wk?adkami jest niski, oko?o po?owa w?glika wynosi zwykle oko?o 0,2.

4, kraw?d? tn?ca PCD jest bardzo ostra, t?py promień okr?gu zwykle do 0,1-0,5um. a naturalne narz?dzia diamentowe z monokryszta?u mog? mie?ci? si? w zakresie 0,002-0,005um. Dlatego narz?dzia z diamentu naturalnego mog? wykonywa? ultracienkie ci?cie i ultraprecyzyjn? obróbk?.

5, niski wspó?czynnik rozszerzalno?ci cieplnej: wspó?czynnik rozszerzalno?ci cieplnej diamentu jest mniejszy ni? w przypadku w?glika spiekanego, oko?o 1/10 stali szybkotn?cej. dlatego te? narz?dzia diamentowe nie powoduj? du?ych odkszta?ceń termicznych, to znaczy zmiana wielko?ci narz?dzia pod wp?ywem ciep?a skrawania jest bardzo ma?a, co jest szczególnie istotne w przypadku obróbki precyzyjnej i ultraprecyzyjnej przy wymaganiach du?ej precyzji wymiarowej.

Narz?dzia diamentowe PCD

Obróbka aluminiowych elementów za pomoc? narz?dzi diamentowych PCD ma zalety w postaci d?ugiej ?ywotno?ci narz?dzia i du?ej wydajno?ci usuwania metalu, ale wad? jest to, ?e narz?dzia s? drogie, a koszt obróbki wysoki. Punkt ten stworzy? konsensus w bran?y produkcji maszyn. Jednak?e rozwój i zastosowanie narz?dzi PCD uleg?o w ostatnich latach wielu zmianom. Kolejn? zmian? narz?dzi PCD jest ci?g?e obni?anie kosztów obróbki, presja konkurencji na rynku oraz doskonalenie procesu wytwarzania narz?dzi. Pod ??cznym efektem presji konkurencyjnej rynku i doskonalenia procesu wytwarzania narz?dzi cena narz?dzi PCD spad?a znacz?co, o ponad 50 proc. . Tendencje te doprowadzi?y do wzrostu wykorzystania narz?dzi PCD w obróbce materia?ów aluminiowych, przy czym mo?liwo?? zastosowania narz?dzi zale?y od rodzaju obrabianego materia?u.

Jak u?ywa? narz?dzi z diamentu polikrystalicznego

Do obróbki materia?ów ze stopów aluminium nie zawieraj?cych krzemu i o niskiej zawarto?ci krzemu zalecamy stosowanie drobnoziarnistego (lub ?rednioziarnistego) gatunku PCD. Gruboziarnisty gatunek PCD jest stosowany do obróbki stopu aluminium o wysokiej zawarto?ci krzemu. Je?eli wykończenie powierzchni przedmiotu obrabianego metod? frezowania nie spe?nia wymagań, powierzchni? przedmiotu obrabianego mo?na doci?? przy pomocy p?ytki frezarskiej o mniejszym uziarnieniu, aby uzyska? zadowalaj?ce wykończenie powierzchni.

Warunkiem uzyskania zadowalaj?cych efektów obróbki jest prawid?owe zastosowanie p?ytek diamentowych. Chocia? konkretne przyczyny awarii narz?dzia s? ró?ne, zwykle wynikaj? one z nieprawid?owego u?ycia przedmiotu lub sposobu u?ycia. Zamawiaj?c p?ytki PCD nale?y prawid?owo zorientowa? si? w zakresie adaptacji narz?dzia. Na przyk?ad podczas obróbki przedmiotu z metali ?elaznych (takich jak stal nierdzewna) za pomoc? p?ytek PCD, poniewa? diament bardzo ?atwo wchodzi w reakcj? chemiczn? z w?glem zawartym w stali, doprowadzi to do szybkiego zu?ycia p?ytek PCD, dlatego te? b?dzie to w?a?ciwy wybór do obróbki ze stali hartowanej powinny by? wk?adkami PCBN.

Ogólnie rzecz bior?c, aby zmniejszy? si?? skrawania i zapobiec tworzeniu si? guza wiórowego, w p?ytkach PCD nale?y stosowa? dodatni k?t skrawania. Jednak podczas obróbki stopu aluminium o wysokiej zawarto?ci krzemu (szczególnie przy stosowaniu p?ytek diamentowych zamiast narz?dzi w?glikowych do obróbki) k?t oparcia p?ytki PCD jest najlepszy ni? w przypadku oryginalnych narz?dzi z w?glików spiekanych, k?t oparcia zastosowanych (takich jak 250) jest nieco zmniejszony, aby w celu poprawy kraw?dzi skrawaj?cej p?ytki PCD przy wysokiej wydajno?ci skrawania stopu aluminium i krzemu. Dodatni k?t czo?owy p?ytki PCD równie? nie jest zbyt du?y, poniewa? im wi?kszy k?t czo?owy narz?dzia, tym mniejsza wytrzyma?o?? kraw?dzi skrawaj?cej, czyli innymi s?owy im mniejszy k?t tylny p?ytki PCD, tym wi?ksza wytrzyma?o?? kraw?dzi skrawaj?cej. Aby maksymalnie zwi?kszy? wytrzyma?o?? kraw?dzi skrawaj?cej przy za?o?eniu zapewnienia dodatniego k?ta skrawania narz?dzia, przyspawali?my p?ytk? CNMX o ujemnym k?cie czo?owym do końcówki narz?dzia PCD i uformowali?my dodatni k?t skrawania, dzi?ki czemu Ujemny k?t czo?owy p?ytki zapewnia du?? wytrzyma?o?? kraw?dzi skrawaj?cej bez wp?ywu na normalne skrawanie narz?dzia. Przygotowuj?c kraw?d? skrawaj?c? p?ytek PCD, nie ma potrzeby wykonywania zbyt du?ej obróbki końcówki diamentowej. W przypadku frezów PCD kraw?d? skrawaj?c? mo?na lekko naostrzy?, a ponadto nadanie kraw?dzi skrawaj?cej okre?lonego nachylenia osiowego pomaga równie? poprawi? wydajno?? skrawania narz?dzi PCD.