金刚石涂复刀具的特性与应用

<正> 日本旭金刚石工业公司采用EACVD法及直流等离子CVD法合成金刚石薄膜,制造了多种金刚石涂层刀具和模具。 1.在一般刀具上的应用图1为金刚石薄膜的气相合成法使用的EACVD(Electron Assisted Chemical Vapor Deposition)装置的概略图,这种方法是以热灯丝放出电子、加速使原料气体分解为特点的电子冲击CVD法。     

美日携手合作生产金刚石涂层刀具

本刊讯美国与日本新近组建了一个专门开发、生产和销售金刚石薄膜涂层刀具的新公司.美方负责涂层前刀片的制作及精加工处理,日方负责刀片的涂层处理。该联合公司采用的是日方开发的微波等离子CVD 工艺。金刚石涂层刀具的问世,将对难加工材料的切削加工及精密加工技术的发展起推动作用     

化学气相沉积金刚石刀具的实际性能

<正> 一、引言八十年代初期,许多研究人员预测,金刚石涂层刀具将获得广泛的应用。但就目前发展而言,实用金刚石涂层刀具仍然还未制造出来。为此,对金刚石涂层刀具的研究在世界各先进工业国家仍不断进行。日本住友电气工业公司特殊材料部采用一种将独立的CVD金刚石片钎焊在刀体上的工艺,开发出了一种新型CVD金刚石涂层刀具。试验中表明,这种CVD金刚石涂层刀具的寿命约为硬质合金刀具的10倍,其切削性能和寿命与PCD刀具十分相似。本文就     

铣削碳纤维复合材料刀具磨损试验研究

采用未涂层和CVD金刚石薄膜涂层两种硬质合金铣刀,对碳纤维复合材料进行铣削试验,使用3D激光扫描镜对刀具磨损形貌和磨损量进行测量,分析了刀具的磨损机理和切削用量对刀具磨损的影响。试验结果表明：后刀面磨损是两种刀具的主要磨损形式,磨损机理为磨料磨损,未涂层硬质合金铣刀同时存在着刀具破损现象;切削速率和背吃刀量对刀具后刀面的磨损影响较为显著;未涂层与CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀相比较,后刀面的磨损量保持在2．3—3．8倍之间,从刀具的耐磨性考虑,CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀可以用于碳纤维复合材料的生产加工。     

国内外机械加工新刀具、新工艺信息集锦

<正> 近年来,随着机械工业的迅速发展,新刀具材料,新加工方法如雨后春笋,层出不穷,有的适用于难切削材料的加工,有的可显著提高刀具的使用寿命,大大提高切削效率。现对近年来国内外的研究成果,摘录几则介绍给读者,作为参考。一、金刚石涂层刀具据报道,日本旭金刚石工业公司采用EACVD法(Electron Assisted Chemical Vapor Deposition)(以热灯丝放出电子,加速使原料气体分解为特点的电子冲击CVD法)及直流等离子CVD法合成金刚石薄膜,制     

高性能CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备和试验研究

采用电子增强热丝EACVD法,以WC-Co硬质合金刀具为衬底制备金刚石涂层刀具,研究了提高涂层附着力的衬底预处理新方法,探讨了抑制Co催石墨化作用的有效措施,提出了改善金刚石薄膜表面粗糙度CVD后处理新工艺。研究结果表明,采用了Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳预处理方法对于提高金刚石薄膜涂层的附着力有明显效果,添加适量粘结促进剂,可有效地抑制CVD沉积过程中钴向表层扩散引起的催石墨化作用。采用分步沉积新工艺是减小金刚石薄膜表面粗糙度的有效方法。所制备的高附着力和低粗糙度的金刚石薄膜涂层刀具切削性能明显改善,对实现高效高精度切削加工具有十分重要的意义。     

高钴硬质合金基底化学气相沉积金刚石膜的研究

通过采用二步浸蚀法对硬质合金(WC-12%Co)刀具进行预处理,应用微波等离子化学气相沉积装置,在经二步浸蚀法预处理过的硬质合金上沉积出高质量和结合力强的金刚石涂层.研究了提高涂层附着力的基体预处理方法,用SEM、XRD、激光Raman光谱分析了涂层质量,用切削试验检测金刚石涂层与刀具基底的附着情况,结果表明二步浸蚀基体预处理方法能有效地降低基体表面金属钴的含量,消除沉积过程中Co的负面影响,从而提高金刚石涂层的附着力,使刀具使用寿命明显提高.     

复杂曲面金刚石涂层刀具的制备与试验研究

以氢气和丙酮为原料,采用电子增强化学气相沉积(EACVD)法,利用改进了的化学气相沉积(CVD)装置在复杂曲面硬质合金(WCCo)钻头表面涂覆一层金刚石涂层.研究了适用于复杂曲面金刚石涂层刀具衬底预处理新方法和CVD涂层新工艺,并对碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行了试验研究,研究结果表明,所制备的复杂曲面金刚石涂层刀具的耐用度和切削性能得到了显著提高.     

CVD金刚石厚膜刀具的制造及应用

随着汽车、宇航、电子工业的发展,大量有色金属和新型材料的广泛应用,使金刚石切削刀具的需求量迅速增长。化学气相沉积(CVD)金刚石作为一种新型超硬刀具的材料,为金刚石刀具的应用开辟了新的途径。CVD金刚石刀具主要有两种类型:CVD金刚石薄膜涂层刀具和CVD金刚石厚膜焊接刀具。金刚石薄膜涂层与刀具衬底材料之间的     

CVD金刚石厚膜焊接刀具的制造及切削性能

用于制造金属切削刀具的金刚石主要有四种类型：（1）天然单晶金刚石；（2）人工合成单晶金刚石；（3）聚晶金刚石复合片（PCD）；（4）化学气相沉积（CVD）金刚石膜。近年来，随着CVD金刚石工艺的发展，CVD金刚石对具的应用越来越广泛。CVD金刚石对具有两类：CVD金刚石薄膜涂层刀具和CVD金刚石厚膜焊接刀具。由于金刚石厚膜焊接刀具兼有单晶金刚石和金刚石薄膜涂层刀具的优点，从而具有广阔的应用前景。本文主要介绍金刚石厚膜的制备、厚膜刀具的制造及厚膜刀具的切削性能。     

不二越公司的涂层刀具产品

<正> 1、金刚石涂层刀具采用等离子CVD工艺进行金刚石涂层处理后,钻头、立铣刀等复杂形状刀具的硬度接近天然金刚石。刃尖磨损速度与烧绪金刚石相同,主要用于铝合金,铜合金、锌、GFRP、预烧陶瓷等材料的切削加工。用金刚石涂层刀具加工一般铝合金时,工具寿命为硬质合金的5～10倍;加工高含量硅铝合金时,达10～50倍;加工预烧陶瓷对,高达100～1000倍。目前,该公司可提供的金刚石涂层产品有:可转位刀片、钻头、立铣刀、丝锥等。2、涂层丝锥基体为微细晶粒硬质合金,涂层为TiCN。这种丝锥具有良好的耐磨性和抗崩刃性。其使用寿命为高速钢丝锥的100     

金刚石涂层刀具干铣削TC4切削性能研究

金刚石涂层刀具被广泛应用于硬质难加工材料的加工过程中,可降低切削力、增加刀具寿命。以TC4合金试样为例,研究了由化学气相沉积(CVD)法制备的金刚石涂层刀具的切削性能,并以普通硬质合金刀具作为参照对象。实验结果表明:金刚石涂层铣刀切削性能并不优于硬质合金刀具。在临界温度下,石墨化和氧化会导致金刚石涂层刀具快速失效。     

CVD金刚石刀具制备情况及应用

为扩大金刚石大刀具应用领域,1982年日、美两国相继开发出金刚石膜涂层刀具。它是利用CVD法,使金刚石晶体沉积在钨、钴类(常用K10)硬质合金或氮化硅陶瓷等基体上,如图1所示。可合成厚度小于30~50μm薄膜涂层,或做成大于0.5mm的厚膜,直接作为刀片坯料焊接到刀具上。它是一种化学气相沉积法制成的全晶质多晶纯金刚石材料,其晶粒之间的间隙为基团间隙。它一般呈膜状附着于基底表面,故又常称金刚石膜。CVD金刚石的制备成本远低于大颗粒的优质天然单晶金刚石,可以大面积化和曲面化,具有与天然金刚石完全相同的结构。表1为天然金刚石、PCD和CVD金刚石有关机械性能对比数据。图1CVD金刚石膜的SEM图片由表1可以看出,CVD金刚石刀具与PCD刀具相比,PCD刀具中因有钴等金属结合剂,使其更耐断裂,但钴会降低PCD的硬度,对腐蚀敏感(特别是加工塑料时),钴在高温时会加速金刚石向石墨的转变,故PCD刀具适合于粗加工和要求刀具有较高断裂韧性的场合。CVD金刚石刀具不用金属结合剂,纯度接近100%,故硬度、耐磨性和热导率更高,磨表1机械性能对比性能天然金刚石PCD CVD金刚石HV硬度(GPa)90~1005083杨氏模量(GP...     

等离子CVD涂复硬质合金的特性

等离子CVD法是通过外加电场,使部分反应气体离子化,利用等离子的极大活化反应能来降低涂复温度,进行表面涂复处理的新方法。试验表明,在1073K条件下采用等离子CVD法在硬质合金刀具上涂复TiC时,其TiC涂层晶粒同原CVD法相比,要细得多,晶粒尺寸在0.1μm以下;并且涂层强度高,不易崩刃,可以对钢材进行铣削加工。     

微波等离子体刻蚀脱碳预处理对金刚石涂层刀具附着力和切削性能的影响

用EACVD法在硬质合金(YG6)刀具上沉积金刚石涂层;用氢微波等离子体刻蚀的方法对基底进行表面预处理,以期提高金刚石涂层的附着力和涂层刀具的切削性能;附着力采用压痕法计算测定,切削性能通过对碳化硅增强铝基复合材料的切削试验测定;用X射线应力仪测试了涂层残余应力,并就不同预处理对性能的影响进行了分析和讨论.     

等离子热喷涂金刚石涂层的摩擦磨损性能研究

通过等离子热喷涂金刚石涂层刀具加工石材的试验,研究了钴基和镍基2种不同基体等离子热喷涂刀具在不同的径向切深、进给速度和主轴转速时刀具的磨损状况,利用扫描电子显微镜对磨损后的刀具表面形貌进行了分析.结果表明:采用钴基和镍基分别进行等离子热喷涂金刚石涂层后获得的刀具在加工石材时径向切深对磨损量影响较大,随着径向切深增大,磨损量有较大增幅;进给速度和主轴转速对磨损量影响相对较小,随着进给速度和主轴转速增大,磨损量呈逐渐下降趋势;钴基刀具具有较高的硬度和强度,其耐磨性比镍基要好.涂层的磨损形式主要有磨平、犁沟和粘结,其中以磨平较多,金刚石颗粒主要以脱落为主.     

影响CVD金刚石涂层硬质合金界面结合强度的因素及其改善方法

化学气相沉积法制备金刚石涂层硬质合金刀具综合了金刚石与硬质合金的优异性能,被广泛应用于切削难加工材料.金刚石与基体界面结合强度是评价金刚石涂层的一个主要性能指标.本文主要介绍了影响CVD金刚石涂层刀具界面结合强度的主要因素,并对如何提高其界面结合强度的方法进行了较深入的探讨,这对解决刀具基体与金刚石涂层之间的界面结合强度问题具有一定的实际意义.     

CVD金刚石刀具的研究进展与应用现状

金刚石膜是采用化学气相沉积的方法制备出来的一种全晶质多晶纯金刚石材料,是制造刀具的理想材料。本文对CVD金刚石涂层刀具与厚膜焊接刀具的研究进展与应用现状进行了简要的综述。     

CVD金刚石涂层刀具铣削高体分SiCp/Al复合材料特性研究

以65%高体分SiC颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料为试件材料,采用热丝化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)法制备的硬质合金常规(μm级)金刚石薄膜涂层立式键槽铣刀进行铣削试验,研究铣削力的变化规律、工件表面的微观形貌,以及刀具的磨损和刀具寿命,并与未涂层硬质合金铣刀进行对比,分析了该材料的铣削机理,评价了金刚石薄膜涂层铣刀的涂层效果。结果表明:在相同的切削用量条件下,金刚石涂层刀具比未涂层硬质合金刀具的各向铣削力降低20%~60%;加工初期,未涂层硬质合金刀具所获得的工件表面质量较好,但在加工中后期,未涂层硬质合金刀具所获得的工件表面质量迅速恶化,而金刚石涂层刀具所加工工件的表面质量较为稳定,刀具寿命比未涂层硬质合金刀具提高了3~5倍,因此,常规金刚石薄膜涂层刀具较适合应用于高体分SiCp/Al复合材料的粗加工或半精加工。     

CVD金刚石涂层刀具高效铣削天然理石的切削特性实验研究

为研究天然理石切削过程中刀具切削力与切削质量变化特性,利用CVD金刚石薄膜涂层刀具和未涂层硬质合金刀具进行高效铣削实验。基于刀具-工件几何接触关系,推导铣削力数学模型,分析不同类型刀具切削力、工件表面粗糙度随切削参数和切削时间变化特性。研究表明:金刚石涂层刀具切削力明显小于未涂层硬质合金刀具,2种类型刀具的切削力随切削参数的变化特征基本相同;随着切削时间的增加,刀具切削力变化分为4个阶段:初始磨合阶段、稳定阶段、过渡阶段和刀具磨损加剧阶段。金刚石涂层刀具切削磨合期和稳定期持续时间为未涂层刀具的3.5倍,切削力和工件表面粗糙度变化比较平稳;未涂层刀具切削平稳期持续时间很短,切削力增长趋势明显,且在切削力增长后期工件表面粗糙度达到2.5μm。