Wear of CVD thick film diamond cutter while machining laminated flooring

The wide application of high pressure laminated (HPL) flooring has an insistent need for cutting tools with an excellent performance and fine cutting quality. Chemical vapor deposition (CVD) thick film diamond is a promising material for the machining of HPL flooring. In the present work, CVD thick film diamond tools were used to mill the wear resistance layer of HPL flooring. Wear volumes of flank face were examined by optical microscopy, and micro wear morphologies were observed by scanning electron microscopy (SEM). The experiments revealed that the predominant wear characteristics of CVD diamond tools were transgranular cleavage wear and intergranular peeling of the CVD diamond. Experimental results also showed that twin characteristic, cavity defect, micro crack and grain size of CVD thick film diamond contributed greatly to the wear process of CVD thick film diamond tools. The effects caused by the factors were also analyzed in detail in the paper.

CVD金刚石厚膜刀具的研究进展与应用现状

金刚石厚膜片是采用化学气相沉积的方法制备出来的一种金晶质多晶纯金刚石材料，其物理性能和天然金刚石非常接近，而化学性质则完全相同。本文对CVD金刚石厚膜刀具的研究进展、制各方法、性能特点。切削试验结果及应用前景进行了简要的综述。

CVD金刚石厚膜刀具及应用研究

热丝CVD法沉积金刚石厚膜为全晶质纯多晶金刚石材料,是制造切削刀具的理想材料。本文针对国内外CVD金刚石厚膜焊接刀具研究与应用中存在的关键技术问题,结合我所近期相关技术研究进展,重点介绍了其制造工艺及关键技术。

CVD金刚石厚膜刀具切削性能的试验研究

分析了CVD金刚石厚膜刀具材料的性能特点 ,对CVD金刚石厚膜车刀进行了精密切削和难加工复合材料切削试验 ,结果表明 :CVD金刚石厚膜刀具加工铝合金的表面粗糙度可达Ra0 0 5 μm ;切削难加工复合材料时刀具耐磨性和使用寿命明显优于硬质合金刀具。

用EA-CVD方法制备的大尺寸金刚石厚膜的品质和膜厚均匀性的研究

根据金刚石厚膜的实际应用要求,建立了EA-CVD(E lectron Assisted Chem ical Vapor Deposition)方法,制备出直径为80mm,膜厚为1mm以上的大尺寸高品质的均匀金刚石厚膜,其膜厚不均匀性小于5%,热导率不均匀性小于10%,膜片中部和边缘磨耗比基本相同,大约在1.5×105左右。同时研究了制备参数对膜的品质和膜厚均匀性的影响。结果表明:甲烷浓度、工作气压、偏流、灯丝与基片间距等参数对金刚石厚膜的品质和膜厚均匀性都产生影响。辉光等离子体的状态对膜的均匀生长作用明显,较低的工作气压,较大的偏流和较大的灯丝与基片间距有利于气体分解和辉光等离子体的发散,从而导致大面积金刚石厚膜不同位置的品质和膜厚趋于均匀。

激光切割CVD金刚石厚膜的工艺研究

本文利用Nd:YAG激光器对0.4mm厚的CVD金刚石膜进行切割,用扫描电子显微镜(SEM)研究了激光脉冲能量、脉冲宽度和脉冲频率等工艺参数对金刚石厚膜切割的影响。研究结果表明,在脉冲电流高于200A和减小脉冲电流至150A、脉冲宽度为2ms时能一次性切透金刚石厚膜但切割断面存在许多微裂纹和缺陷。增大脉冲频率有利于提高切割断面的平整度;采用二次切割比一次切割可得到更为平整的切割断面,断面粗糙度Ra可达到1μm。

铜基体上CVD金刚石厚膜的制备

用MWCVD方法在无预处理铜基体上获得了金刚石薄膜和厚膜。所得金刚石膜从基体上自动脱落,但形貌分析和Ramman分析表明,所得金刚石膜具有较好的质量。因此铜是制备金刚石厚膜的理想基体材料。

CVD金刚石刀具的研究进展与应用现状

金刚石膜是采用化学气相沉积的方法制备出来的一种全晶质多晶纯金刚石材料,是制造刀具的理想材料。本文对CVD金刚石涂层刀具与厚膜焊接刀具的研究进展与应用现状进行了简要的综述。

大尺寸CVD金刚石厚膜的制备及应用

采用电子辅助化学气相沉积法（ＥＡＣＶＤ）制备了直径１２０ｍｍ、厚度１ｍｍ以上的大尺寸金刚石厚膜，这是国内已见报道的最大成膜尺寸．ＳＥＭ和Ｒａｍａｎ光谱分析表明它是一种纯晶质的多晶金刚石材料；其硬度接近天然金刚石，远高于聚晶金刚石．将这种材料加工成拉丝模具，现场拉丝结果表明其拉丝效果与天然金刚石和进口优质聚晶相当，优于国产聚晶．用这种金刚石制成的拉丝模具可广泛用于拉制钨、钼、铜和不锈钢丝．

CVD金刚石厚膜刀具材料研究进展

本文对CVD金刚石厚膜刀具材料的制备技术及后加工工艺 。

热丝CVD法制备大面积金刚石厚膜

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备与工艺,在直径为90 mm的钨基体上,以丙酮为碳源,制备了(111)取向的大面积金刚石厚膜,厚膜平均厚度达到1.2 mm.用X-ray衍射、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)对金刚石厚膜的织构、形貌和成分进行了分析,结果表明所制备的金刚石厚膜质量很好且有较高纯度.

CVD金刚石厚膜的制备及厚膜刀具制造技术

分析了沉积参数对合成金刚石厚膜质量的影响，提出了采用燃焰法沉积高质量金刚石厚膜的合理参数，介绍了金刚石厚膜的激光切割、焊接及刃磨加工特性。

CVD金刚石刀具的制备工艺研究

详细介绍了CVD金刚石厚膜刀具和涂层刀具的制备工艺,分析了目前制约CVD金刚石刀具制造和工业化过程的关键技术问题,制备出的CVD金刚石刀具满足了高硅铝合金等难加工材料的加工需求。

用CVD金刚石厚膜车刀加工硬质合金的研究

采用CVD金刚石厚膜车刀对K10硬质合金进行了不同安装前角下的切削加工试验,比较分析了刀具的磨损状况和加工表面粗糙度随前角的变化规律。结果表明,增大车刀安装前角的负值,可以抑制切削刃边缘的破碎及直线刃部的剥离破碎,提高工件的加工表面质量。

CVD金刚石厚膜焊接刀具的试验研究

提出一种制作CVD金刚石厚膜焊接刀具的新工艺。采用电子辅助化学气相沉积法 (EACVD)制备直径10 0mm、厚度 0 8～ 1mm的金刚石厚膜 ;通过对金刚石刀头表面进行金属化处理 (化学气相沉积W膜 ) ,改善了金刚石的耐高温性及与低熔点合金焊料的浸润性 ,可在大气环境下实现金刚石刀头与刀架的焊接。车削试验结果表明

基于CVD厚膜金刚石刀具的超声振动切削模具钢实验

采用化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)厚膜金刚石刀具进行模具钢超声振动切削实验.首先阐述刀具的材质特点,观测其刀尖微观形貌和切削刃截面轮廓.然后搭建了适应精密/超精密加工需求的超声振动切削实验装置,其中激振机构可稳定实现频率42.0 kHz、振幅峰峰值8～9μm的振动输出.通过切削无氧铜实验证明该超声振动切削装置工作有效、稳定后,选用AISI 420模具钢进行切削实验,研究切削工艺条件及切削用量对加工质量的影响,得到适用于CVD厚膜金刚石刀具的切削用量选取范围,对比研究发现超声振动切削在提升加工表面质量、减少金刚石刀具磨损方面均优于常规切削.本研究可使切削模具钢时的金刚石刀具磨损VB max由500～600μm减少至40μm,模具钢表面粗糙度R a由0.93μm改善至0.09μm.本研究为金刚石刀具超声振动切削模具钢的实用化积累工艺经验,并探索提供可行的技术实现途径.

热丝CVD法制备大面积高质量自支撑金刚石厚膜

采用热丝CVD方法,在Ф110mm的钼基体上,以丙酮为碳源,在高纯氢的作用下,成功地合成了高质量自支撑金刚石厚膜。X射线、SEM和拉曼光谱分析表明,所合成金刚石厚膜质量均匀,晶体单一、完好、纯度高,生长速度快,已接近制备实用化的金刚石膜的要求。

稀土化合物浆料对CVD金刚石厚膜的刻蚀

ＣＶＤ金刚石厚膜具有极高的硬度，使得对其进行表面抛光极为困难．传统的机械抛光方法既不经济又耗费时间，而一些新的抛光技术又由于实验条件限制而难以推广．针对以上情况，我们寻求到一种新的化学刻蚀方法，即利用稀土化合物浆料对金刚石厚膜生长表面进行刻蚀，破坏表面的晶粒使之成为晶骸，降低表面的耐磨性，以提高表面粗糙的金刚石厚膜的抛光效率．

CVD金刚石切削工具

阐述金刚石切削工具在机加工中的重要作用和 CVD金刚石的优异性能以及 CVD金刚石切削工具的形式。对 CVD金刚石薄膜切削工具和 CVD金刚石厚膜切削工具的特点和应用范围进行了分析对比 。

CVD金刚石厚膜刀具切削参数对切削力及粗糙度影响的研究

为了探究CVD金刚石厚膜刀具切削参数(包括刀具后角、刀尖圆弧半径、切削速度、进给量和切削深度)对切削力和被加工表面粗糙度影响的初步规律,采用单因素方法进行了一系列CVD金刚石厚膜刀具车削仿真和试验研究。结果表明:AdvantEdge有限元仿真软件模拟切削力过程有一定的准确性;在试验参数范围内,随着刀具后角的增大,切削力和表面粗糙度都是先减小后增大,当后角为11°时,切削力和表面粗糙度值最小;随着刀尖圆弧半径的增大,切削力逐渐增大,而表面粗糙度则逐渐减小;随着切削速度的增大,切削力和表面粗糙度都是先增大后减小,当切削速度为90m/min时,切削力和表面粗糙度值最大;随着进给量的增大,切削力和表面粗糙度都显著增大;随着切削深度的增大,切削力和表面粗糙度都逐渐增大,但切削深度对表面粗糙度的影响较小。