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超硬刀具材料应用前景
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超硬刀具材料是一种先进的刀具材料,在生产中有着广阔的应用前景。人造超硬刀具材料,目前单晶的向粗颗粒、高强度、多功能方向发展。美国GE公司现可工业生产出6克拉重的人造金刚石(约10mm),最大颗粒达11.14克拉重。PCD则向大直径、细粒度、高抗冲击、高热稳定性方向发展。PCD应用前景
PCD最大直径已可达74mm,然后用激光切割成所需的任何形状。PCD颗粒的商品尺寸为2μm~25μm;颗粒越细,切削刃的质量越好;颗粒越大,刀具使用寿命越长。DeBeers公司生产的PCBN产品,最大直径为101.6mm,可加工70HRC的高硬度材料。此外,据英国专利介绍,英国还研制出一种在PCD和PCBN刀片外表面上用CVD法沉积一层镍、铜、钛、钴、铬、钽的混合物,以及氮化钛或碳化钛的防护涂层,其耐磨性可比普通PCD和PCBN刀片高4倍。
CVD应用前景
CVD金刚石薄膜和厚膜是近几年新研制出的功能性材料,尽管至今生产还未形成规模,但因其性能优异,有着广泛的用途。
天然和人工合成的单晶金刚石,以及PCD和TFD之间存在着相互交叉的应用领域,它们在一定程度上能相互补充,须根据不同具体情况,特别是性能价格比加以选用。预计在新世纪,超硬刀具材料CBN和金刚石将得到更多的应用,可能会发现制造出崭新的刀具材料的品种,具有更优异的性能。据Lellond公司介绍,他们开发了一种由陶瓷+CBN的超硬复合材料,它兼有陶瓷和CBN两种材料的优点,是高速加工高硬耐磨铸铁的理想材料。又如,用石墨原料合成的金刚石聚晶体,而当今的金刚石为C12,已有研究,同位素C13和C60则更为坚硬。前几年,武汉大学研制出一种C3N4/TiN薄膜,亦具有超硬材料性质,用其涂覆在高速钢钻头上,可使钻头寿命大大提高。可以预料,今后随着各种新型难切削材料应用的增多,必将促进超硬刀具材料进一步的发展与应用。 |
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