木工聚晶金刚石刀具高效加工设备及工艺

利用电火花线切割加工技术特点,结合木地板行业聚晶金刚石刀具加工需求,研制出一种适用于木地板行业聚晶金刚石刀具加工的往复走丝电火花线切割机床。针对该聚晶金刚石刀具加工的主要技术要求,对机床的机械结构、脉冲电源、控制系统等进行了整体设计开发,使其具有较好的加工精度和表面粗糙度。     

化学气相沉积金刚石薄膜刀具膜/基附着性能研究现状

CVD金刚石薄膜涂层刀具被认为是能最早实现CVD金刚石工业化应用的领域之一.目前,限制CVD金刚石薄膜涂层刀具产品大规模产业化应用的主要原因,是金刚石薄膜与硬质合金基底之间粘附性能较差.如何提高膜/基粘附性能,确保CVD金刚石薄膜涂层刀具优异性能的发挥、涂层刀具的使用寿命和加工性能,已成为材料科学工作者迫切需要解决的问题.介绍了影响CVD金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的主要因素、改善金刚石薄膜与硬质合金基体之间附着力的途径以及表征膜/基附着力的测试方法等方面的研究成果,并对提高低压气相金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的研究现状进行了分析.     

超硬材料刀具的特性及应用

本文主要介绍了单品金刚石刀具，高温高压合成的聚品金刚石（PCD）刀具，聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具及化学气相沉积的金刚石膜（CVD）刀具的特性及应用。我们做了有关CVD刀具与PCD刀具耐磨性的切削试验：通过试验可以看出，CVD刀具确实有较好的耐磨性，但是在切削时间为17min时，由于CVD较PCD脆，在25倍显微镜下观察发现CVD金刚石刀具的刀口有明显的崩刃。另外发现，CVD金刚石刀具在制造及使用过程中也极易出现崩刃现象，所以目前大多数厂家仍以使用PCD刀具为主，CVD金刚石刀具的推广仍需要一个过程。     

CVD金刚石涂层刀具在石材铣削中的磨损特性研究

为了揭示CVD金刚石薄膜涂层刀具在硬脆材料切削中的刀具切削性能与磨损机理,利用不同沉积参数下的金刚石涂层刀具对天然石材进行了高效铣削实验。针对金刚石涂层刀具和未涂层硬质合金刀具的磨损周期和切削性能,分析刀具切削力和工件表面粗糙度随后刀面磨损面积的变化规律,总结刀具磨损机理。实验结果表明:金刚石涂层刀具切削寿命高于未涂层硬质合金刀具;金刚石刀具的磨损周期可以分为初始磨损区、稳定磨损区和加剧磨损区3个阶段,其中甲烷浓度为1%的金刚石涂层刀具寿命较长,切削性能稳定;金刚石涂层刀具的磨损机理主要包括裂纹作用下的涂层剥落、涂层内部晶间断裂和粘结磨损,其中裂纹作用下的膜-基涂层剥落磨损为刀具失效的主要磨损机制。     

切缝法对金刚石三维分布的影响

单层金刚石刀具使用寿命短,三维分布金刚石刀具不仅具有钎焊金刚石刀具优点,而且使用寿命大幅度提高。以三维分布金刚石为研究对象,探讨锯切钢缝对金刚石分布影响。结果表明:采用切缝法,金刚石以线条状分布于锯缝内,且在钎焊过程中可以有效控制金刚石上浮,均匀性参数达到ζ=1.00;在试验条件下锯缝内添加1层钢网较为合适。     

金刚石刀具动力学特性研究

针对金刚石刀具在加工过程中存在的问题,利用模态试验方法,研究其动力学特性.结果表明:模态试验分析是深入了解金刚石刀具在加工状态下结构动态特性的有效手段,所获得的数据可为金刚石刀具或加工中工装夹具设计、改进与结构优化提供参考,分析结果也可为相类似的金刚石刀具、工装夹具改造提供试验数据支持.     

PCD和CVD金刚石刀具切削性能对比及失效机理初探

通过切削实验,观察切削前后刀具的表面和刃口形貌、金刚石刀片组成成分、以及被加工工件表面粗糙度,比较两种刀具的切削性能,探讨其失效机理。结果表明:在同等条件下,CVD金刚石刀具的切削性能要明显优于PCD刀具。在车削过程中,PCD刀具的失效机理主要是结合剂与被加工材料中化学成分发生化学反应使结合剂流失,导致刀具结构疏松,从而导致磨粒团脱落。CVD刀具的失效机理为产生变质层磨损。切削过程中随着加工时间的进一步延长,切削区温度不断升高,当达到热化学反应温度时,就会在刀具表面形成变质层,从而带来切削过程中刀具的磨损;同时高温状态下CVD金刚石的晶界疲劳破坏,也可能会造成CVD金刚石刀具的磨损失效。     

CVD金刚石涂层工艺对硬质合金立铣刀铣削CFRP性能的影响

传统硬质合金刀具铣削碳纤维复合材料（CFRP）时磨损严重,需在其上沉积金刚石薄膜涂层。在相同的硬质合金立铣刀基体上,改变沉积工艺,获得3种分别覆有粗晶、细晶和复合晶等不同CVD金刚石薄膜的刀具。用扫描电镜观察分析3种涂层的表面形貌。在相同条件下,用3种刀具切削CFRP并分析其刀具磨损机理。结果表明:复合晶工艺的金刚石涂层硬质合金立铣刀耐磨性最好、使用寿命最长,约为粗晶金刚石涂层铣刀的1.35倍、细晶金刚石涂层铣刀的1.59倍,更适合于CFRP材料的铣削加工。      

切削Al2O3强化木地板用金刚石刀具研究

本文介绍了切削Al_2_O3强化木地极的加工特点,研究了金刚石刀具的结构、切削刃材料、几何角度及切削参数等。试验表明：新型金刚石刀具完全适用于Al_2O3强化木地板的切削加工,其耐用度与进口刀具相当、而价格较低。     

超精密切削加工的刀具温升和加工误差

本文叙述了铝和无氧铜超精密金刚石车削中刀具的温度分布以及切削条件对温升的影响,讨论了由于刀具热膨胀引起的加工误差.利用红外线摄象机测量了温度分布,根据图象,借助图象处理装置分析了刀具任意点的温升变化.利用电容式位移计测量了加工误差-加工表面和进给工作台之间的相对位移.在本实验条件下,烧结金刚石刀尖的温升达15℃;而单晶金刚石刀尖的温升约为5℃.加工误差的产生对应于刀具温升模式,幅度约为1μm.     

人造金刚石刀具加工有色金属的研究

对人造金刚石刀具加工有色金属的切削性能进行了试验研究。结果表明，目前国产PCD金刚石刀具在加工铝硅合金时的切削性能与国外同类刀具相差不大，符合使用要求；并且得到了CVD金刚石刀具在加工某些有色金属时的切削性能优于硬质合金刀具的结论。     

CVD金刚石薄膜涂层刀具切削SiCp/Al的适应性及失效机理

用切削力实时测量，后刀面磨损量检测以及扫描电镜下检查刀面涂层等手段，研究了CVD金刚石薄膜涂层刀具对切削SiCp/Al复 适应性，并探索了金刚石薄膜刀具的磨损破及其影响因素，结果表明，金刚石薄膜脱落是这类刀具的主要失效形式，适当参数下沉积的金刚石薄膜涂层刀具对某些成分和组织结构的SiCp/Al精加工和半精加工具有较好的适应性。     

金刚石刀具的制造方法

金刚石具有非常优异的性能。它集机、电、光、声、热众多优异的性能于一身。随着机加工技术要求的提高，金刚石刀具应用越来越多。论述了金刚石刀具的几种主要的制造方法。     

CN1751848高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法

高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法，它属于超精密切削加工技术领域。为解决金刚石刀具的制备比较困难的问题，本发明按照下述步骤进行：调节金刚石刀具机械刃磨机床平衡；研磨盘工作表面经过精车成形后进行精细抛光，然后涂覆金刚石磨粒；对研磨机床主轴系统进行精细动平衡；装卡金刚石刀具，刀体卡具调水平；打开气源，开启金刚石刀具刃磨机床电源，调节机床主轴转速；调整前刀面刃磨方向为易磨方向，并调节刀具前角；在主轴工作转速为1800—2500r／min、研磨压力为金刚石刀具装卡系统自重的条件下刃磨刀具。本发明具有刃磨工艺简单、     

刀具前角对聚晶金刚石刀具磨损过程的影响

为了研究刀具前角对聚晶金刚石刀具磨损过程的影响,采用两种不同前角的聚晶金刚石刀具进行各向同性热解石墨切削加工试验,对刀具磨损过程、磨损机理和表面加工质量进行了分析对比研究。通过对试验结果的研究分析表明:两种不同前角的聚晶金刚石刀具磨损都主要发生在后刀面,切削刃都出现了崩刃现象。刀具磨损区域都出现了平行沟槽式的磨损形貌,但是出现的时间存在明显差异。磨粒磨损是这两种不同前角的聚晶金刚石刀具的主要磨损机理,前角为5°的聚晶金刚石的磨损机理还包括冲蚀磨损。与前角为5°的聚晶金刚石刀具相比,前角为-20°的聚晶金刚石刀具具有较好切削加工性能。     

金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能

为充分对比不同类型金刚石涂层刀具的切削性能,定制几种不同类型金刚石涂层刀具进行等静压石墨切削加工,并与WC硬质合金刀具和TiAlN涂层刀具的切削情况对比,分析不同类型金刚石涂层刀具的涂层形貌、切削寿命、加工后的表面质量以及切削力。结果表明:制备的金刚石涂层刀具的涂层形貌主要为纳米晶和微晶,其寿命是硬质合金和TiAlN涂层刀具的10倍以上,且几种不同类型的金刚石涂层刀具寿命差异较小;金刚石涂层表面的晶粒细化可以降低加工表面的粗糙度和切削力,涂层脱落是金刚石刀具的主要磨损形式。      

CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工石墨模具研究进展

介绍了模具石墨的性能特点和切削加工机理,指出了复杂结构电火花石墨模具铣削加工中的困难,提出了CVD金刚石涂层刀具的解决方案。在此基础上介绍了国内外CVD金刚石涂层刀具在石墨模具高速铣削加工的工艺特点以及加工中CVD金刚石涂层刀具的磨损机制和破损失效形式,并列举了CVD金刚石涂层刀具在石墨模具高速铣削加工的应用,指出CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工可解决石墨模具难以加工这一难题,若能进一步解决CVD金刚石涂层刀具的膜-基结合力和表面粗糙度问题,预期CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工石墨模具可得以广泛推广应用。     

Research Progress of Diamond Tool Machining Technology for Ferrous MetalsEI北大核心CSCD

金刚石刀具是超精密加工最理想的刀具之一,但在黑色金属超精密加工领域“石墨化”导致刀具快速磨损,其应用极大地受到了限制。首先,针对金刚石刀具的磨损机理进行介绍。然后,综述金刚石刀具切削黑色金属的几种常见方法,如刀具表面改性、工件表面改性、低温辅助切削、超声振动辅助切削等,通过研究实例来分析各方法的应用效果和存在问题,并从技术层面分析影响金刚石刀具在黑色金属加工领域发展的关键因素。最后,对金刚石刀具切削黑色金属未来的发展趋势进行探讨。总结金刚石刀具在黑色金属领域的加工方法,分析加工黑色金属时抑制金刚石刀具磨损的核心技术,对黑色金属的精密超精密加工具有重要的引领和推动作用。     

CVD金刚石厚膜刀具耐磨性的试验

本文简要介绍了ＣＶＤ金刚石刀具的特点，重点进行了ＣＶＤ金刚石厚膜刀具与国内外ＰＣＲ刀具的耐磨性对比试验。结果表明，ＣＶＤ金刚石刀具有优异的耐磨性，但韧性略低。     

植晶工艺对金刚石涂层硬质合金刀具切削性能的影响

金刚石涂层刀具在高精与硬脆材料加工方面有着巨大的应用潜能。本文研究了纳米金刚石粉超声处理的植晶工艺对金刚石涂层/硬质合金刀具的影响因素。分别对比了传统两步法处理、纳米金刚石粉超声处理、优化超声处理三种预处理效果。采用热丝CVD设备生长CVD金刚石涂层,扫描电子显微镜(SEM)、和拉曼光谱仪(Ramanspectrum)分别用于表征沉积金刚石涂层前后的基底表面形貌及其涂层质量。最后,利用铣削测试研究了所制备的涂层刀具的切削性能。结果表明,三种预处理后的硬质合金表面金刚石取向以及质量相似。经纳米金刚石粉超声后的硬质合金刀具表面生长了很多金刚石"生长瘤",再经酒精超声处理,可消除涂层前刀片表面团簇体,避免瘤的产生,其刀具加工效果得到了较大的提高。