[分享]天然金剛石刀具技術的發(fā)展概況 [復制鏈接]

1 前言 +-G<c6 |  
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金剛石是單一碳原子的結晶體，其晶體結構屬等軸面心立方晶系(一種原子密度最高的晶系)。由于金剛石中碳原子間的連接鍵為sp3雜化共價鍵，因此具有很強的結合力、穩(wěn)定性和方向性。獨特的晶體結構使金剛石具有自然界物質(zhì)中最高的硬度、剛性、折射率、導熱系數(shù)以及優(yōu)良的抗磨損、抗腐蝕性和化學穩(wěn)定性等。 LU9A#  
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天然金剛石的優(yōu)良特性可滿足精密及超精密切削對刀具材料的大多數(shù)要求，是理想的精密切削刀具材料。天然金剛石無內(nèi)部晶界的均勻晶體結構使刀具刃口理論上可達到原子級的平直度與鋒利度，切削時切薄能力強、精度高、切削力��；天然金剛石的硬度、抗磨損與抗腐蝕性和化學穩(wěn)定性保證了刀具的超長壽命，能保證持續(xù)長久的正常切削，并減少由于刀具磨損對零件精度的影響；其較高的導熱系數(shù)又可降低切削溫度和零件的熱變形。因此，天然金剛石作為超硬刀具材料在機械加工領域有著重要地位并得到了廣泛應用，尤其在超精密加工領域(如加工用于原子核反應堆及其它高技術領域的各種反射鏡、用于導彈或火箭中的導航陀螺、計算機硬盤基片、加速器電子槍等超精密零件)，采用天然金剛石刀具無論在價格上還是在精度上都比傳統(tǒng)加工方法具有明顯優(yōu)勢。表1為采用天然金剛石刀具與傳統(tǒng)的研磨、拋光方法加工各種反射鏡的精度、價格比較結果。 除高科技領域外，天然金剛石刀具在普通工業(yè)和民用產(chǎn)品加工中的應用也逐年增長，已從傳統(tǒng)的手表零件加工發(fā)展到鋁活塞、首飾、制筆、高光標牌、有色金屬裝飾件等的加工，可以說天然金剛石刀具已深入機械加工各個領域，起著越來越重要的作用。 ;v$4$D]L  
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另一方面，由于天然金剛石的獨特性能，使得對其本身的加工非常困難。由于天然金剛石具有極高硬度，必須采用特殊方法進行研磨，對操作工人的技術也有很高要求；由于天然金剛石具有良好的化學穩(wěn)定性，過去長期無法對其進行焊接，只能采用機械方法夾持大顆粒金剛石，造成金剛石材料的浪費與刀具價格居高不下，同時還影響了刀具和零件的精度。 1n@8Kv  
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近百年來，科技人員對金剛石刀具在機械加工中的重要作用、應用前景及實現(xiàn)方法等進行了長期研究及開發(fā)，取得了豐碩成果。下面分階段回顧天然金剛石刀具技術的發(fā)展概況，介紹最新的金剛石刀具尖端技術，并探討今后的發(fā)展趨勢。 OD5m9XS  
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2 天然金剛石刀具傳統(tǒng)加工工藝 g]c