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热稳定聚晶金刚石刀具的制造

来源:http://www.dmidiamond.com/news59327.html发布时间:2019/3/22 16:07:00

热稳定聚晶金刚石刀具的制造

       PCD刀具由聚晶金刚石刀尖和硬质合金基体经高温高压烧结而成。既能发挥金刚石高硬度、高导热系数、低摩擦系数、低热膨胀系数、与金属和非金属亲和力小、弹性模量高、无解理面、各向同性等众多优势,又兼顾了硬质合金的高强度。


       热稳定性、冲击韧性和耐磨性是PCD的主要性能指标。由于多应用于高温高应力环境,热稳定性是重中之重。研究表明,PCD的热稳定性对其耐磨性和冲击韧性影响都很大,数据显示:当温度高于750℃时,PCD的耐磨性和冲击韧性普遍下降5%-10%。

       PCD的晶体状态决定了其特性。微观结构上,碳原子与四个相邻原子形成共价键,得到四面体结构,进而组成原子晶体,具有很强的方向性和结合力,硬度极高。PCD的主要性能指标如下:①硬度可以达到8000HV,是硬质合金的8-12倍;②导热系数为700W/mK,是硬质合金的1.5-9倍,甚至高于PCBN和铜;③摩擦系数一般仅为0.1-0.3,远小于硬质合金的0.4-1,显著减小了切削力;④热膨胀系数仅为0.9×10-6-1.18×10-6,是硬质合金的1/5,可减小热变形,提高加工精度;⑤与有色金属和非金属材料亲和力很小,不易形成积屑瘤。

       立方氮化硼的抗氧化性较强,可加工含铁材料,但硬度低于单晶金刚石,加工速度较慢,效率较低。单晶金刚石硬度高,但韧性不足,各向异性使其在外力冲击下容易沿(111)面解离,加工效率受限。PCD是由微米级金刚石小颗粒通过一定手段合成的聚合体,颗粒无序堆积的混乱性导致其宏观上各向同性,抗张强度不存在方向性和解理面。与单晶金刚石相比,PCD的晶界有效减小了各向异性,优化了力学性质。

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