Nach den 1950er Jahren wurden nach und nach künstliche Einkristalldiamanten entwickelt.Es wird aus Graphit als Rohmaterial synthetisiert, mit einem Katalysator versetzt und hohen Temperaturen und ultrahohem Druck ausgesetzt.Künstlicher polykristalliner Diamant (PCD) ist ein polykristallines Material, das durch Polymerisation von Diamantpulver unter Verwendung von Metallbindemitteln wie Co, Ni usw. entsteht. Künstlicher polykristalliner Diamant ist eine besondere Art von pulvermetallurgischem Produkt, das auf einigen Methoden und Mitteln herkömmlicher Pulver basiert Metallurgie in seiner Herstellungsmethode.
Während des Sinterprozesses entsteht durch die Zugabe von Additiven zwischen den PKD-Kristallen eine Bindungsbrücke, die hauptsächlich aus Co, Mo, W, WC und Ni besteht, und Diamanten werden fest in das durch die Bindungsbrücke gebildete stabile Gerüst eingebettet.Die Funktion des Metallbinders besteht darin, den Diamanten festzuhalten und seine Schneidleistung voll auszunutzen.Darüber hinaus ist es aufgrund der freien Verteilung der Körner in verschiedene Richtungen schwierig, dass sich Risse von einem Korn zum anderen ausbreiten, was die Festigkeit und Zähigkeit von PKD erheblich verbessert.
In dieser Ausgabe werden wir einige Merkmale von kurz zusammenfassenPKD-Einsatz.
1. Ultrahohe Härte und Verschleißfestigkeit: Die in der Natur beispiellosen Materialien haben eine Härte von bis zu 10.000 HV und ihre Verschleißfestigkeit ist fast hundertmal so hoch wie die von Hartmetalleinsätzen.
2. Die Härte, Verschleißfestigkeit, Mikrofestigkeit, Schleifschwierigkeit und der Reibungskoeffizient zwischen anisotropen einkristallinen Diamantkristallen und Werkstückmaterialien variieren stark in verschiedenen Kristallebenen und Ausrichtungen.Daher ist es bei der Konstruktion und Herstellung von Einkristall-Diamantwerkzeugen notwendig, die Kristallrichtung richtig auszuwählen und die Kristallorientierung für Diamantrohmaterialien durchzuführen.Die Auswahl der vorderen und hinteren Schneidflächen von PKD-Schneidwerkzeugen ist ein wichtiges Thema bei der Konstruktion von Einkristall-PKD-Drehwerkzeugen.
3. Niedriger Reibungskoeffizient: Diamanteinsätze haben bei der Bearbeitung einiger Nichteisenmetallmaterialien im Vergleich zu anderen Einsätzen einen niedrigeren Reibungskoeffizienten, der etwa halb so hoch ist wie der von Hartmetallen, normalerweise etwa 0,2.
4. Die PKD-Schneide ist sehr scharf und der stumpfe Radius der Schneide kann im Allgemeinen 0,1 bis 0,5 um erreichen.Und natürliche Einkristall-Diamantwerkzeuge können im Bereich von 0,002 bis 0,005 um verwendet werden.Daher können Naturdiamantwerkzeuge ultradünne Schnitte und ultrapräzise Bearbeitungen durchführen.
5. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Diamant mit niedrigerem Wärmeausdehnungskoeffizienten ist kleiner als der von Hartmetall, etwa 1/10 des von Schnellarbeitsstahl.Daher erzeugen Diamantschneidwerkzeuge keine nennenswerte thermische Verformung, was bedeutet, dass die durch die Schneidwärme verursachte Änderung der Werkzeuggröße minimal ist, was besonders wichtig für Präzisions- und Ultrapräzisionsbearbeitung mit hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit ist.
Anwendung von Diamantschneidwerkzeugen
PKD-Einsatzwird hauptsächlich zum Hochgeschwindigkeitsschneiden/Bohren/Fräsen von Nichteisenmetallen und Nichteisenmetallmaterialien verwendet und eignet sich für die Bearbeitung verschiedener verschleißfester nichtmetallischer Materialien wie Glasfaser und Keramikmaterialien;Verschiedene Nichteisenmetalle: Aluminium, Titan, Silizium, Magnesium usw. sowie verschiedene Veredelungsverfahren für Nichteisenmetalle;
Nachteile: schlechte thermische Stabilität.Obwohl es das Schneidwerkzeug mit der höchsten Härte ist, liegt sein begrenzter Zustand unter 700 ℃.Wenn die Schneidtemperatur 700 °C überschreitet, verliert es seine ursprüngliche ultrahohe Härte.Aus diesem Grund sind Diamantwerkzeuge nicht für die Bearbeitung von Eisenmetallen geeignet.Aufgrund der geringen chemischen Stabilität von Diamanten interagiert das Kohlenstoffelement in Diamanten bei hohen Temperaturen mit Eisenatomen und wird in eine Graphitstruktur umgewandelt, was die Beschädigung von Werkzeugen erheblich erhöht.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 17. Mai 2023