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PCD刀具

PCD銑刀:
聚晶金剛石(PCD)刀具是通過把PCD復合片焊接到硬質合金或者鋼的刀體上制成的刀具。由于PCD復合片將單晶金剛石的高硬度、耐磨性、低摩擦系數和強度與碳化鎢硬質合金的高抗彎強度進行了結合,復合片的碳化鎢硬質合金層為金剛石層提供了機械支持,增加了它的抗彎強度,同時硬質合金層易于焊接,使制作成品刀具變得容易。
與其它刀具材料相比,聚晶金剛石具有如下特點:
① 極高的硬度和耐磨性;
② 高導熱性和低熱膨脹系數,切削時散熱快,切削溫度低,熱變形小;
③ 摩擦系數小,可降低加工表面粗糙度。
采用PCD刀具加工鋁合金時,由于金剛石硬度高,表面與金屬親和力小,且刀具前刀面都拋光成鏡面,不易產生積屑瘤,加工尺寸穩定性以及表面質量都很好。采用PCD刀具加工各種規格鋁合金零件,刀具壽命可達幾千到幾萬件,尤其適合汽車、摩托車零件的大規模生產。PCD刀具還廣泛用于其它有色金屬和非金屬材料的高速加工,被廣泛應用于汽車、航空航天、電子和木材加工等領域。

PCD刀片:
PCD刀片是指具有整體PCD切削刃的硬質合金基體刀片。PCD復合片切削刃被直接焊在硬質合金基體上,因此消除了金剛石和硬質合金之間的縫隙,可避免切屑堵塞。為在精加工非鐵金屬尤其是鋁材料時有效控制切屑,國外開發出一種帶有斷屑器的PCD刀片。
PCD刀片的特點在于金剛石具有硬度高、抗壓強度高、導熱性以及耐磨性好等特性,可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。
PCD刀片主要應用于以下兩個方面:
①難加工,有色金屬材料的加工:用普通刀具加工難加工有色金屬材料時,往往產生刀具易磨損、加工效率低等缺陷,而PCD刀片則可表現出良好的加工性能,用PCD刀片可有效的加工過共晶硅鋁合金。
②難加工非金屬材料的加工,PCD刀片非常適合對石材、硬質碳、碳纖維增強塑料、人造板材等難加工非金屬材料的加工。

PCD刀片材料的主要性能指標:
①PCD的硬度大于8000HV,為硬質合金的80-120倍;
②PCD的導熱系數為700W/mK,為硬質合金的1.5-9倍,甚至高于PCBN和銅,因此PCD刀片熱量傳遞迅速;
③PCD的摩擦系數一般僅為0.1-0.3(硬質合金的摩擦系數為0.4-1),因此PCD刀片可顯著減小切削力;
④PCD的熱膨脹系數僅為0.9*10-6-1.18*10-6,僅相當于硬質合金的1/5,因此PCD刀片熱變形小,加工精度高;
⑤PCD 刀片與有色金屬和非金屬材料的親和力很小,在加工過程中切屑不易粘結在刀尖上形成積屑瘤。
PCD 刀片上加工三維斷屑槽的作用:結合PCD 刀片的優良性能,在PCD 刀片上加工設計合理的三維斷屑槽可以有效防止產生不受歡迎的緞帶形和螺旋形切屑。這種三維PCD斷屑槽除了可增強對切屑的控制外,集成在斷屑槽中的較大剪切角還能降低工件的熱膨脹厚度減小切削壓力,從而可提高工件的加工精度,省略二次加工,同時還能延長刀具壽命,研
究表明,與不加工斷屑槽的PCD 相比較,帶有三維斷屑槽的PCD 刀具使用壽命至少可以增加20-30%。
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