為了滿足當(dāng)今世界環(huán)保的挑戰(zhàn)编苛，汽車制造生產(chǎn)的趨勢聚焦于降低燃油消耗和減輕汽車重量瞬拆。這些要求通過研發(fā)機(jī)械性能更高的新材料來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些材料的開發(fā)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)時慨蜒，不利的一面是這些新型材料對加工來說總是硬度更高且更耐磨矮按。
　　
　　在聚晶金剛石(PCD)的刀具系列中，進(jìn)展也越來越快歉羹。第一次合成是在二十世紀(jì)五十年代膨泄，PCD現(xiàn)在在全球范圍內(nèi)使用，并被看成是強(qiáng)有力的節(jié)約成本的刀具解決方案帅挫。
　　
　　有色工件材料范圍內(nèi)段丸，對于一系列的非鐵系工件材料，如鋁合金抡草、塑料饰及、增強(qiáng)塑料、陶瓷康震、石墨和范圍廣泛的其它工件材料燎含，它是一種性能無與倫比的刀具材料。
　　
PCD刀具特性
　　
　金剛石
　　
　　金剛石本質(zhì)上是一種純碳腿短。已知的碳有兩種形態(tài)：石墨和金剛石屏箍。在石墨形態(tài)中，碳原子為六邊形排列橘忱，在一個平面內(nèi)的原子間距大赴魁，這使得材料很軟。但是就金剛石而言，碳原子是以一種等軸或立方的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列尚粘。正是這種獨(dú)特的碳原子緊密連接的排列使得金剛石成為人類已知硬度最高的材料择卦。其努氏硬度、斷裂韌性郎嫁、導(dǎo)熱性性能見圖1秉继、2、3源相。
　　
　　
　　
　制備工藝
　　
　　PCD是由大量隨機(jī)定向的金剛石顆粒在極困難的條件下進(jìn)行人工合成得到的折司。它通過在高壓高溫下燒結(jié)精選的金剛石顆粒進(jìn)行制備。燒結(jié)過程在金剛石穩(wěn)定區(qū)內(nèi)被嚴(yán)格地控制下乱，于是生產(chǎn)出一種極硬且耐磨的結(jié)構(gòu)耿把。
　　
　特性
　　
　　PCD是由大量隨機(jī)定向的金剛石顆粒在極困難的條件下進(jìn)行人工合成得到的。它通過在高壓高溫下燒結(jié)精選的金剛石顆粒進(jìn)行制備条肢。燒結(jié)過程在金剛石穩(wěn)定區(qū)內(nèi)被嚴(yán)格地控制舍仙，于是生產(chǎn)出一種極硬且耐磨的結(jié)構(gòu)。
　　
　特性
　　
　　以聚晶形態(tài)組成的金剛石提供了一種強(qiáng)大的切削刀具稀忘，它提供極好的硬度及由此得到的耐磨性云钻，并與聚晶結(jié)構(gòu)所帶來的極佳韌性相結(jié)合。此外扣筛，金剛石擁有所有刀具材料中最高的導(dǎo)熱性聋寻，使得熱量迅速從切削刃傳遞出來。
　　
　　除PCD與鐵的高親合力以外水导，PCD不會與工件材料粘結(jié)坠狡，在正確的切削參數(shù)下，積屑瘤是最小化的遂跟。
　　
　　所有的Secomax PCD刀具都擁有鏡面拋光的前刀面逃沿，提供最低的摩擦系數(shù)和光滑的切削刃。
　　
工件材料
　　
　鋁合金
　　
　　鋁合金已成為交通工業(yè)需求的致力于減輕重量的理想材料幻锁。盡管鋁合金的生產(chǎn)在能量消耗上具有更大的初始需求凯亮，但在長期運(yùn)作中證明有更多的益處，這些合金的性能將超過其它與其競爭的材料越败。純鋁的硬度低触幼、耐腐蝕。舉例講究飞，添加銅或鎂等合金元素將使該材料具有更高的強(qiáng)度置谦。巿場上有很多種鋁合金，最著名的莫過于分別用于汽車與航空航天行業(yè)的2000及6000系列亿傅。鍛造和鑄造鋁合金之間有明顯的分界線媒峡，各有幾種不同的材質(zhì)等級瘟栖，而且有各式各樣的硬化處理性能。
　　
　　對于硅(Si)含量低到中等的硅合金來說谅阿，PCD在銑削應(yīng)用與粗加工中提供了最好的耐磨性虽苫，見下表。
　　
　　
　　
　　所遭遇到的最常見的問題應(yīng)該是積屑瘤碴秽。即使是很高的切削速度沾陡，加工低硅鋁合金時也會發(fā)生這種情況。切削刃的幾何角度和質(zhì)量必須要被小心地應(yīng)用承叫。
　　
　　
　　
　　采用這樣的參數(shù)蔫沐，當(dāng)與工件的接觸時間越久，產(chǎn)生的熱量上升织鳖，其直接的影響就是刀具壽命的縮短激点。
　　
　　對于加工高硅鋁合金，PCD的耐磨性被完全地利用卷哟。關(guān)于這些材料的一些研究突出了刀具磨損與硅顆粒大小之間的關(guān)系开辫，硅顆粒越大導(dǎo)致工件的耐磨性提高。見圖4役躬。
　　
　　刀具的質(zhì)量對于鋁合金加工應(yīng)用的成功將有相當(dāng)重要的作用：跳動量低將防止切削刃的負(fù)載不一致颤榛。
　　
　　對于PCD刀具，磨損的發(fā)展隨著切削速度逐漸提升竿刁，直到切削速度高于引起磨損迅速上升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)黄锤。當(dāng)?shù)毒邏勖s短時搪缨，應(yīng)降低切削速度食拜。
　　
　　刀具壽命很大程度上并不依賴于進(jìn)給量。只要不發(fā)生切削刃微崩副编，高進(jìn)給量通掣旱椋可以提供更快的金屬移除率而不縮短刀具壽命。然而痹届，它不應(yīng)超過刀尖半徑值的一半呻待。對于切削深度，山高刀具推薦切削刃長度的65%為最大值队腐，見圖5蚕捉。SECOMAX PCD刀片經(jīng)過拋光的表面意味著冷卻液并非必需。然而柴淘，當(dāng)切削刃周圍形成績屑瘤或產(chǎn)生切屑堆積時迫淹，冷卻液可以為您提供幫助。
　　
　　
　　
金屬基復(fù)合材料
　　
　　金屬基復(fù)合材料 (MMC) 是鋁或鈦鋁為基體所制成的为严，這是迄今最常見的基體材料升筛。添加到基體材料的是一種陶瓷增強(qiáng)劑振沾，最常見的是顆粒形式，但偶爾也會發(fā)現(xiàn)更難加工的纖維形式柳竟。一系列陶瓷材料被用于MMC莽恩，但目前最常見的是Si。根據(jù)需求的材料耐磨性慰乾，添加的含量為15-40%妨试。
　　
　　在以下零件，這些材料正在逐步替換像鑄鐵這樣的重材料：
　　 剎車盤
　　 發(fā)動機(jī)缸體
　　 活塞
　　 缸套
　　
　　當(dāng)加工MMC時殊童，切削速度應(yīng)與材料中的陶瓷含量相適應(yīng)莱艺。陶瓷增強(qiáng)劑的含量越高，工件就越耐磨阐拭，因此為了保護(hù)切削刃榄集，切削速度應(yīng)該更低。正角切削刃通常在鋁合金加工時是被接受的掺厦，但是負(fù)角刀片為嚴(yán)重增強(qiáng)的材料提供強(qiáng)化的切削刃苗率。
　　
　　雙金屬材料
　　
　　加工出現(xiàn)在一個零件上的兩種不同材料通常是個很大的挑戰(zhàn)。最普遍的應(yīng)用之一是對裝有灰鑄鐵缸套發(fā)動機(jī)缸體的硅鋁材料進(jìn)行面銑聚谁。加工這些雙金屬零件對刀具供應(yīng)商產(chǎn)生一個挑戰(zhàn)母剥，在對其中一種金屬進(jìn)行加工時得心應(yīng)手的刀具材料通常對另一種金屬就不會很有效。就面銑硅鋁發(fā)動機(jī)缸體而言形导，解決方案可以是采用PCD环疼，假定已經(jīng)執(zhí)行以下建議。
　　
　　當(dāng)使用PCD時朵耕，你必須考慮下列條件：PCD是加工鋁合金的完美切削刀具炫隶。它可以在保持極佳的刀具壽命的同時以很高的切削速度進(jìn)行加工。用PCD加工鐵系金屬的灰鑄鐵時將導(dǎo)致快速的化學(xué)磨損阎曹∥苯祝化學(xué)磨損需要熱量來使其發(fā)展，因此处嫌，為了使PCD刀具上的化學(xué)磨損最小化栅贴，切削速度應(yīng)該降低并且使用充足的冷卻液。
　　
　　對于這樣的加工熏迹，最好的材質(zhì)等級應(yīng)該是粗顆粒度并具有盡可能高熱穩(wěn)定性的PCD30M檐薯。通過結(jié)合充足的冷卻液與在低切削速度下應(yīng)用正確的材質(zhì)等級，高效地加工諸如硅鋁發(fā)動機(jī)缸體之類的雙金屬材料是可行的挫勿。
　　
　　其它現(xiàn)有的雙金屬發(fā)動機(jī)上辖，缸體由鋁合金組成(Si含量低)，而缸套采用粉末燒結(jié)材料订岗，或缸套采用MMC材料喇喂。
　　
碳纖維合成材料
　　
　　有了改進(jìn)功率重量比的目標(biāo)饰逝，通過在塑料、鋁合金雪奠、鈦合金等基體中混合纖維(碳文浆、玻璃、SiC踪启、芳族聚醯胺等)升价，已經(jīng)開發(fā)出很多種合成材料。纖維可長可短茧天，可以是導(dǎo)向型或平行型窄悍。這些參數(shù)中的每一個都將使材料性能與切削特性受到影響。
　　
　　用于航空航天最普遍的復(fù)合材料是CFRP(碳纖維W強(qiáng)塑料)磨夕，PCD刀具對它特別有效屯远。切削加工應(yīng)該在應(yīng)用過高進(jìn)給速度而導(dǎo)致纖維剝落的風(fēng)險和由于切削速度過高而導(dǎo)致切削刃微崩的風(fēng)險之間給予平衡。
　　
　　即使是鋒利的切削刃要去穿過軟的芯部捕虽，碳纖維的增強(qiáng)作用將使切削刃快速鈍化慨丐。它在玻璃纖維強(qiáng)化材料上更加明顯。典型的CFRP零件是飛行器的翼梁泄私。你也可以找到由這種零件材料制成的軸承房揭、泵零件和套筒。
　　
鈦合金
　　
　　屬于超級合金的范疇晌端，鈦合金通常表現(xiàn)為在高溫下有優(yōu)越的機(jī)械和化學(xué)性能捅暴，但是對可加工性不利。采用PCD刀具咧纠，你可以用硬質(zhì)合金刀具三倍的切削速度蓬痒，并以小時來計算刀具壽命。
　　
塑料與增強(qiáng)塑料
　　
　　總的感覺是塑料材料的加工很容易惧盹。然而乳幸，軟塑料并不總是非常穩(wěn)定瞪讼，假如沒有應(yīng)用正確的切削參數(shù)钧椰，加工過程總是要產(chǎn)生熱量，可能影響諸如表面結(jié)構(gòu)與顏色等尺寸與材料的屬性殖祈。PCD刀具對耐磨塑料(塑料用碳纖維(CF)和玻璃纖維(GF)進(jìn)行強(qiáng)化)特別有效刻吵。
　　
　石墨
　　
　　對合成石墨進(jìn)行的大多數(shù)加工是為了生產(chǎn)電極。石墨雖軟粮戈，但非常耐磨苦突。即使當(dāng)切削速度達(dá)到1000m/min時，PCD的刀具壽命仍將所向披靡亭圆。
　　
　紫銅與黃銅
　　
　　當(dāng)沒有合金化時街剂，這是相當(dāng)容易加工的材料防徊。當(dāng)銅用鈹來強(qiáng)化時，需要降低切削速度绎弯。

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