金刚石复合片刀具磨损机理研究

选用平均粒度10微米的金刚石复合片制成刀具,对高硅铝合金(Al-30wt%Si)进行切削实验。通过扫描电子显微镜分析了工件的形貌以及金刚石刀具前后刀面磨损的微观形貌。其磨损程度与切削路程为线性关系,金刚石刀具的磨损主要是后刀面机械摩擦磨损以及前刀面的粘接磨损,而没有出现像立方氮化硼刀具的化学磨损以及月牙洼磨损。

聚晶金刚石复合片的电火花线切割精密加工试验

为了提高聚晶金刚石(PCD)刀具的生产效率,改进加工表面质量并减少刃磨余量,利用慢走丝电火花线切割机床(WEDM)对PCD复合片进行了加工工艺试验。对PCD复合片进行了5次切割,并分别测量了每次加工后的表面粗糙度、富钴界面层凹槽深度及宽度和PCD层刃口加工质量。试验结果表明:PCD复合片经慢走丝线切割多次加工,能够得到较好的表面质量,在众多影响因素中金刚石颗粒大小对加工质量影响较大;其中CTH025型号和CTB010型号的最终表面粗糙度分别为Ra=0.85μm和Ra=0.57μm,富钴界面层凹槽的深度分别为16.3μm和5.7μm,刃口处切口缺陷的尺寸也与金刚石颗粒的尺寸相当。经WEDM加工后的PCD复合片的刃磨余量可控制在4～15μm左右。

纤维状聚晶金刚石复合片刀具的切削性能及刀具磨损机理

设计并制备一种纤维状聚晶金刚石复合片(Polycrystalline diamond compacts,PDC)刀具,制备的PDC刀具具有同时参与切削的刀刃多、刀刃间隔距离和切削角度可人为控制、刃口锋利平直等特点。开展了新型PDC刀具与金刚石砂轮在相同条件下加工WC/12Co涂层的对比试验。结果表明,制备的PDC刀具能获得与金刚石砂轮磨削相媲美的加工质量,实现WC/12Co涂层硬脆材料的精密加工;同时其具有良好的容屑空间,断续切削的结构特点使其更容易散热,因此,切削加工过程中又可以适当地提高切削参数实现材料的高效加工。PDC刀具在长时间的加工过程中,由于受到频繁的冲击作用,在PDC刀具的后刀面出现了小凹坑和轻微的磨粒磨损,随着切削的进行,在切刃处出现局部崩刃现象,须对其刃磨。

聚晶金刚石复合片电火花线切割加工电极丝损耗研究

采用电火花线切割方法对聚晶金刚石复合片(PDC)进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜(SEM)观察了电极丝表面的显微形貌。从微观角度研究了PDC超硬材料电火花线切割加工的电极丝损耗机理,探讨了电参数和冲液条件等因素对电极丝损耗的影响。实验研究发现,采用贴附式高压喷液方式在高电压、小脉宽、大峰值电流的加工条件下,PDC切割效率为19.35mm^2/min,电极丝损耗为1.5~2μm(10~4 mm^2切割量),较常压喷液方式切割效率提高51.6%,丝损降低15.2%。

聚晶金刚石复合片激光切割工艺研究

聚晶金刚石(PCD)复合片因其硬度高、耐磨性好等性能在刀具行业应用广泛,为了探究PCD复合片的激光切割工艺特性,获取最优的切割质量和加工效率,减少磨削余量,采用Nd∶YAG激光器对1.6 mm厚PCD复合片进行切割工艺试验。利用数字显微镜和光学轮廓仪对材料切割表面及断面进行观测分析,系统研究了激光功率、切割速度、脉冲频率及离焦量等工艺参数对切割质量的影响。通过正交试验的直观分析与方差分析对工艺参数进行分析与优化设计,同时探究不同参数下激光能量对材料的作用机理。结果表明:材料表面能量密度的大小决定着激光切割质量,选用激光功率80 W,切割速度80 mm/min,脉冲频率60 Hz,零离焦量的切割参数,获得了切缝宽度为173.10μm,切缝单边锥度为5.90°,表面粗糙度Ra=0.65μm的优良PCD复合片激光切割质量。

聚晶金刚石复合片的电火花线切割机理与形貌

开展了聚晶金刚石复合片(PDC)的电火花线切割实验,提出了PDC的电火花线切割模型。通过扫描电镜与拉曼光谱仪对切割试件进行显微观察与成分分析,发现聚晶金刚石层表面存在明显石墨化现象,而且聚晶金刚石层与硬质合金层之间的富钴界面层存在严重过量去除现象。按聚晶金刚石层、富钴界面层与硬质合金层三个部分剖析了PDC放电蚀除机理,并对PDC的电火花线切割热损伤进行了分析。研究表明,解决富钴界面层的过量去除问题是提高PDC电火花线切割加工质量的关键。

聚晶金刚石复合片数控激光切割机床的研究

通过研究聚晶金刚石复合片PDC的激光切割机理和工艺,研发适用于PDC激光切割的激光束参数变换系统和观测定位光学系统,完成了激光切割数控机床结构设计和数控切割系统,开发了聚晶金刚石复合片数控激光切割机床,实现了自动化高精度切割,并有效提升了PDC激光切割的厚度和生产效率。

锚杆钻头金刚石复合片的切割

主要介绍应用电火花线切割机床切割加工锚杆钻头用的金刚石复合片超硬材料的设备改造和切割工艺 。

聚晶金刚石复合片快速切割技术

聚晶金刚石(PCD)是人造最硬的物质,硬度高,耐磨性好,是制造石油地质钻头、电线电缆模具、切割工具等的理想材料。 聚晶金刚石在制成工具时,常与硬质合金(WC)烧结在一起制成复合材料——聚晶金刚石复合片,然后再将它切割成所需的形状,制成各种各样的工具。然而由于它硬度高、熔点高、电阻率高、耐磨性高,采用机械成形加工非常困难,采用普通的电火花线切割加工也有一定的困难。 本项切割技术是在北京市电加工研究所获国家发明二等奖、日内瓦国际新发明银奖“聚晶金刚石加工技术”的基础上,结合为美国GE公司加工φ50.8mm的紫晶金刚石复合片开始的,针对如何快速切割高质量的聚晶金刚石复合片。

基于空载率检测的聚晶金刚石复合片电火花线切割加工研究

针对通过传统峰值电压检测伺服跟踪方法进行电火花线切割聚晶金刚石复合片时出现的切割速度低、切割不稳定、表面质量差且易断丝的现象,提出了一种空载率检测系统控制方法。经试验得知,当空载率为10%时,该方法可得到更好的表面质量和加工稳定性,同时获得较高的切割速度,在相同脉冲宽度下切割聚晶金刚石复合片较传统峰值电压检测伺服跟踪方法的速度提升了20%。

大直径刀具用聚晶金刚石复合片的研制

采用纳米结合剂技术,选用双峰值分布的高品级金刚石微粉,在六面顶压机上合成了φ55mm刀具用聚晶金刚石复合片。经性能测试,磨耗比在23万以上;在700℃保温2min的条件下,具有很好的热稳定性;经超声波微成像分析,样品无分层、裂纹、气孔、夹杂、金刚石厚度不均等缺陷;制成刀具后,在切削硬质合金时,样品与国外同类产品性能相当。

聚晶金刚石复合片高频感应钎焊的试验研究

采用部分不等间隙接头设计方案和Ag Cu Zn Cd钎料 ,通过在空气中高频感应加热 (钎焊温度 6 90℃ ) ,成功实现了PCD复合片与 4 5钢刀杆的高强度焊接。根据钎焊试验结果 ,分析了钎料润湿性、钎焊温度。

聚晶金刚石复合片的磨损规律

通过观察切削花岗岩过程中聚晶金刚石复合片(PDC)刀具的磨损过程和磨损形貌,研究PDC刀具的磨损规律。研究结果表明:切削花岗岩时,受切削力及其冲击的作用,PDC刀具产生近乎平行岩石表面的磨损形式,磨损机理为机械作用引起聚晶金刚石层微观裂纹产生并扩展而导致的金刚石颗粒的微观破碎。

金刚石复合片刀齿与水射流联合切割试验

试验表明,自碳化钨硬质合金工具问世约40年以来,水射流与多晶金刚石复合片(PDC)刀齿联合切割可能是硬岩切割技术的首要进展。美国能源部在单轴抗压强度为85.5～109.7兆帕的油页岩试件中进行了这种试验,目的是确定PDC刀齿切割油页岩的效率,以及这种刀齿和水射流辅助切割可能的最佳配合。迄今仅对以悬臂式掘进机进行的地面试验做了评价。试验是1989年秋季由美国能源部在宾夕法尼亚州立学院进行的,采用的设备是阿尔平设备公司生产的悬臂式掘进机。

聚晶金刚石复合片的性能与应用

1 引言 随着科学技术的发展,超硬材料如人造金刚石、立方氮化硼以及以它们为基础的聚晶产品,制作成工具后,特别适用于自动化、控制化生产,为当今机械加工行业高的切削速度,高的刀具耐用度,特别是难切削材料的切削加工及高精度低粗糙度的零件的切削加工。

聚晶金刚石——硬质合金复合片木工柄铣刀的制作与应用

作者釆用自行合成的聚晶金刚石—硬质合金复合片作为刃部材料,设计、制作了木工用直齿双刀片柄铣刀。应用此铣刀加工刨花板,取得了极好的工艺效果和经济效益,实现了国内首例聚晶金刚石刀具对木制品加工的尝试。文章简介了聚晶金刚石—硬质合金复合片的合成机理及特性,复合片与鋼制刀体的焊接及刀刃的经济性刃磨,并对此复合片刀具加工刨花板的经济性作了分析。

金刚石复合片厂定居牛家

由几年前的一间普通切割车间，到今天的超硬材料研磨、复合成型和激光切割，位于牛家工业园区的哈尔滨海明润超硬材料有限公司已实现“金刚石复合片”产业化，预计三五年内其“金刚石复合片”产能将由目前的十几万片增加到200万片，届时将成为国内最大的金刚石复合片生产基地。

新型金刚石碎岩刀具的研究与应用

新型金刚石碎岩刀头，由含有金刚石的孕镶层和纯胎体层相间组成。特殊的分层结构具有独特的破岩和磨损机理，能消除硬岩锯切中的圆弧化现象，提高切割效率和定向性能。生产试验证实其应用效果好。

我国金刚石木工刀具发展评述

人造板加工业 ,尤其强化木地板加工业的发展和木工机械的数控化趋势 ,使得传统的木工刀具越来越不适应 ,金刚石木工刀具得到迅速发展。金刚石 (PCD)木工刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性等独特优点。刀具的寿命长 ,加工效率高 ,大大降低了综合成本。近年来 ,我国木工机械发展迅猛 ,对金刚石木工刀具的需求剧增 ,但由于设备条件的限制 ,国产金刚石木工刀具的发展较慢 ,仍无法取代进口刀具 ,以适应木材加工业的发展需求。