CVD钻石-合成单晶钻石之一
金刚石具有极高的硬度和耐磨性、较低的摩擦系数、较高的弹性模量、较高的热导率、较低的热膨胀系数、与有色金属的亲和力较小等优点,是目前最硬的工具材料,主要分为单晶金刚石和聚晶金刚石两大类。单晶金刚石又分为天然单晶金刚石(简称:ND)和人造单晶金刚石,人造单晶金刚石又分为CVD单晶金刚石和HPHT(高压高温)金刚石。聚晶金刚石又分为聚晶金刚石(PCD)和化学气相沉积(CVD)两种。金刚石工具种类繁多,性能差异显著,不同类型的金刚石工具的结构、制备方法、应用领域等都有很大差异。
聚晶金刚石(Polycrystalline Diamond,简称PCD)是20世纪70年代以来国际上开始研究使用的新型超硬材料,它是在高温1400℃、高压6GPa下烧结形成的。
聚晶金刚石刀具已成为现代切削加工中不可缺少的必要手段。这主要体现在以下几个方面:
(1) 高速切削、高稳定性加工
(2) 超精密镜面加工
(3) 干式切削、清洁化加工
HPHT 金刚石呈立方八面体形状,有 14 个生长方向。HPHT 金刚石一般较为昂贵。HPHT 工艺需要大量能源和精密设备。
CVD 金刚石的形状为立方体,只有一个生长方向。CVD 工艺成本更低,更容易扩展。CVD 钻石通常更实惠。
CVD金刚石刀具生产流程
1.CVD金刚石板材切割
一般来说,聚晶金刚石由于具有导电性能,可以进行激光切割和电火花切割。而CVD金刚石和HPHT金刚石由于不导电,只能进行激光切割。莫瑞超硬提供精密激光切割机,用于切割PCD金刚石、CVD金刚石板和MCD金刚石板。激光切割金刚石的优点是精度高、无接触、适用性广、热影响小、自动化程度高。问题是金刚石激光切割机的价格是线切割机床价格的3到4倍。
2.CVD金刚石刀具的钎焊
焊接方法主要有激光焊、真空扩散焊、真空钎焊、高频感应钎焊等,目前高频感应加热钎焊PCD刀片焊接应用广泛,投资少,成本低。
CVD单晶金刚石与一般金属及其合金的界面能很高,以致一般的低熔点合金不能润湿金刚石,其可焊性极差。目前CVD金刚石工具的焊接工艺主要采用活性金属化法,焊料为含铁的银铜合金,不加助焊剂,在惰性保护气体或真空中焊接。采用高频感应加热,加热温度为850°全磨削解决方案。
3.CVD金刚石刀具的研磨
针对单晶金刚石刀具的性能特点及加工后的质量要求,摩尔超硬研发部门对金刚石晶形及品位进行严格筛选和控制,改进配方,调整生产工艺,进行多次磨削实验,研发出高性能的粗磨、半精磨、精磨、超精磨陶瓷结合剂及金属结合剂金刚石砂轮,稳定保证磨削刃口质量。专业解决单晶刀磨削效率高、保持性好、不崩刃、刃磨质量稳定、保证刀尖圆弧精度、寿命更长、更耐用的磨削难题。
CVD(化学气相沉积)刀具有着巨大的发展前景,主要基于其优异的性能、广泛的应用领域、高效的加工工艺、多功能的设计、可持续发展和不断创新的技术。CVD刀具作为一种高性能、高效的刀具制造技术,将在现代制造业中发挥越来越重要的作用,为各个加工领域提供更加高效、可靠的加工解决方案,促进制造业的发展。
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