金刚石锯片
金刚石刀具的制造方法
目前金刚石的主要加工方法有以下四种:薄膜涂层刀具、厚膜金刚石焊接刀具、金刚石烧结体刀具和单晶金刚石刀具。
2.1 薄膜涂层刀具
薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法(CVD)沉积金刚石薄膜制成的刀具。
由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系与金刚石接
金刚石锯片工艺
金刚石锯片
金刚石刀具的制造方法
目前金刚石的主要加工方法有以下四种:薄膜涂层刀具、厚膜金刚石焊接刀具、金刚石烧结体刀具和单晶金刚石刀具。
2.1 薄膜涂层刀具
薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法(CVD)沉积金刚石薄膜制成的刀具。
由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系与金刚石接近,制膜时产生的热应力小,因此可作为刀体的基体材料。WC-Co系硬质合金中,粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度,在沉积前需进行预处理以消除Co的影响(一般通过酸腐蚀去Co)。所用的键指示的速率将金属粉末磨损和露出新的金刚石晶体的表面,从而保持一种磨料切削表面。
化学气相沉积法是采用一定的方法把含有C源的气体,在极低的气体压强下,使碳原子在一定区域沉积下来,碳原子在凝聚、沉积过程中形成金刚石相。目前用于沉积金刚石的CVD法主要包括:微波、热灯丝、直流电弧喷射法等。
金刚石薄膜的优点是可应用于各种几何形状复杂的刀具,如带有切屑的刀片、端铣刀、铰刀及钻头;在合金组织中有若干种相,其中在电化学性质与原子半径相似的组元间,合金倾向于优先生成固溶体相。可以用来切削许多非金属材料,切削时切削力小、变形小、工作平稳、磨损慢、工件不易变形,适用于工件材质好、公差小的精加工。主要缺点是金刚石薄膜与基体的粘接力较差,金刚石薄膜刀具不具有重磨性。
超薄切割片的两种固化树脂法:
切割片是用磨料和结合剂树脂等制成的用于切割普通钢材、不锈钢金属和非金属材质的薄片,超薄切割片是按照切割片的厚薄分出来的类别。超薄切割片一般的固化树脂方式有两种:热固化树脂和光固化树脂。
1、热固化树脂法
一般采用热固性酚醛树脂作为结合剂,将金刚石磨粒与树脂混合,然后用热压法烧结,热固化后再进行研磨加工,这种工序需要好几个小时,因此生产成本比较高。
2、光固化树脂
是光交联性聚合物,引发剂以及添加剂组成。它和热固化树脂本质的区别在于其固化的过程是靠吸收相应波长的光辐射而引起的化学反应,使光固化树脂从液体转变为固体。它从液体转变为固体是分子量增加的结果,而不是溶剂挥发所造成的,故具有固化、没有污染、节省能源的优点,但制约因素是其原材料价格较高。铁质合金的经济成本较低,虽然高速钢的成本低但是高温焊接硬度相对较差,且很容易生锈。
在运用光固化树脂法制造超薄切割片方面,我国利用光固化树脂作为结合剂研制成功厚度为0.15mm的超薄型金刚石切割砂轮,并成功地完成了对单晶硅片的切割试验。
该工艺的优点是钎焊温度低,对金刚石的损伤小。缺点是银基钎料的熔点较低,削高温性能较差,在重负荷磨削中的应用受到限制。
Ni-Cr合金单层钎焊砂轮国外金刚石的钎焊工艺是:首先用氧焊炬在钢基体上火焰喷涂上一层Ni-Cr合金层,这层活性金属可作为钎料直接钎焊金刚石磨粒,然后在1080℃的气中感应钎焊30s。
在火焰喷涂合金层的过程中,由于钢基体表面易氧化,钎焊后结合剂层厚度的一致性和磨料排布的均匀性尚难于有效控制。
利用扫描电镜X射线能谱及X射线衍射结构分析发现,在钎焊过程中,Ni-Cr合金中的Cr元素分离出来在金刚石表面形成富Cr层,并与金刚石表面的-元素反应生成Cr3C2和Cr7C3,合金层在与金刚石良好浸润的同时与钢基体反应生成(FexCry)C的碳化物,因此这种钎焊工艺可以确保合金层与金刚石及钢基体之间都能获得较高的结合强度。装反:当一片崭新的金刚石锯片还没有正式被利用起来就遇到了这样的“神操作”,通常是狠痛苦的一件事情,因为设备锯切方向与锯片的锯切方向相反,主要开启设备锯切型材,锯齿就会马上出现磨损,严重时会直接造成锯片锯齿发生脱落现象。
钎焊时首先在钢基体上预镀覆一层Ni-P合金(熔点为880℃),然后将镀膜金刚石排布在合金层上,在1050℃的气中钎焊5min,再冷却至室温。磨削试验表明,由于镀膜金刚石与结合剂良好的浸润性,有效地避免了磨粒的脱落,大大改善了砂轮的磨削性能,实现了砂轮寿命和加工效率但应指出,由于镀膜金刚石与结合剂间存在着适应性问题,因此只有合适的结合剂和工艺才能使镀膜金刚石达到的物理力学性能。单层高温钎焊砂轮存在的问题及应对措施国内外对单层高温钎焊砂轮的研究虽已取得了较好的实验结果,但其制造工艺还有待于进一步完善。硬质合金锯片包含合金刀头的种类、基体的材质、直径、齿数、厚度、齿形、角度、孔径等多个参数,这些参数决定着锯片的加工能力和切削性能。
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