河南博徠榮超硬材料有限公司
中國立方氮化硼全產業(yè)制造商
新聞資訊

刀具用PCD復合片材料一枝獨秀

發(fā)布時間:2022-12-28
PCD復合片全稱是聚晶金剛石復合片(polycrystalline diamond compact,PDC),該產品按照用途細分為兩種:油田鉆探和切削刀具。為更好的區(qū)分二者,通常將油田鉆探用聚晶金剛石復合片簡稱為PDC,切削刀具用聚晶金剛石復合片簡稱為PCD復合片。

PCD復合片是采用金剛石微粉與硬質合金襯底在超高壓高溫(5.5GPa以上,1500℃以上)條件下燒結而成的一種復合材料,這種材料不僅具有金剛石的高硬度和高耐磨性,同時還具有硬質合金的韌性和可焊接性等特點,是制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具的理想材料。
我國于1987年在國產六面頂壓機上首次成功合成出了PDC,并應用于鉆探領域,隨著設備及材料、工藝等多方面的改進提高,在2003年才正式推出刀具用國產PCD復合片,此后我國PCD復合片質量不斷改進提高,近年來產量和質量都有了長足進步。

圖片

-1-

刀具用PCD復合片的性能特點

(1)與大單晶金剛石相比,作為刀具材料的PCD復合片具有以下優(yōu)點:

①晶粒呈無序排列,各向同性,無解理面,因此它不像大單晶金剛石那樣在不同晶面上的強度、硬度以及耐磨性有較大區(qū)別,以及因解理面的存在而呈現脆性。


②具有較高的強度,特別是 PDC 材料由于有硬質合金基體的支撐而有較高的抗沖擊強度,在沖擊較大時只會產生小晶粒破碎,而不會像單晶金剛石那樣大塊崩缺,因而 PCD 或 PDC 刀具不僅可以用來進行精密切削加工和普通半精密加工,還可用作較大切削量的粗加工和斷續(xù)加工(如銑削等),這大大擴充了金剛石刀具材料的使用范圍。


③可以制備大塊 PDC 金剛石復合片刀具坯料,滿足大型加工刀具如銑刀的需要。


④可以制成特定形狀以適合于不同加工的需要。由于 PDC 刀具大型化和加工技術如電火花和激光切割技術的提高,三角形、人字形以及其他異形刀坯均可加工成形。為適應特殊切削刀具的需要還可設計成包裹式、夾心式與花卷式 PDC 刀具坯料。


⑤可以設計或預測產品的性能,賦予產品必要的特點以適應它的特定用途。比如選擇細粒度的PDC 刀具材料可使刀具的刃口的質量提高,粗粒度的 PDC 刀具材料能夠提高刀具的耐用度,等等。

(2)PCD復合片作為切削刀具用的性能與切削特點如下:

①PCD的硬度高,僅次于天然金剛石,而且它的硬度和耐磨性具有各向同性,即在各個方向上各種物理性能保持一致。


②具有極高的耐磨性,其耐磨性一般為硬質合金的60~80倍。


③具有較低的摩擦系數,因此在用相同的加工參數對同種材料進行加工時,使用PCD刀具可顯著降低切削力,降低切削溫度,同時由于摩擦系數的降低,工件表面光潔度也有極大的提高。


④具有很高的導熱性,是硬質合金的1.5~7倍,可以大大的降低切削區(qū)的溫度,提高刀具耐用度。


⑤金剛石的線膨脹系數很小,所以加工精度好。

-2-

刀具用PCD復合片應用領域

聚晶金剛石復合片也屬于新型復合超硬材料,是《新材料產業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中多次提到要重點發(fā)展的產品,并且已成為高端機床加工的核心部件,被廣泛應用于航天工業(yè)、軸承工業(yè)、汽車加工等多個領域。

根據統(tǒng)計,目前聚晶金剛石復合片市場規(guī)模超過300億元,同時隨著我國水泥工業(yè)、冶金工業(yè)、有色工業(yè)、化工工業(yè)、建筑骨料產業(yè)、鐵路及公路交通建設、地質礦產勘探等相關產業(yè)的快速發(fā)展,國內PCD復合片的需求還將以每年20%左右的速度遞增。
隨著 PCD復合片刀具材料的研究進展,其應用已經迅速擴展到許多制造工業(yè)領域,如鋁和鋁合金、銅和銅合金、硬質合金、工程陶瓷、石墨、塑料、橡膠、層板、硅橡膠、巴氏合金、各種復合材料、玻璃鋼等。特別在汽車制造業(yè)、航天、航空、造船、發(fā)動機制造行業(yè),可得到廣泛的應用。
隨著新一代大型六面頂裝置不斷完善,合成腔體的不斷擴大, PCD復合片材料正朝尺寸大型化,質量不斷優(yōu)化的方向發(fā)展。PCD復合片尺寸規(guī)格的大型化是超高壓高溫技術發(fā)展的必然產物,合成腔體的不斷擴大,為大直徑PCD復合刀具材料的制造創(chuàng)造了必要條件。

圖片





上一篇: 金屬砂輪
主站蜘蛛池模板: 太仆寺旗| 登封市| 潜山县| 福鼎市| 景德镇市| 呼和浩特市| 抚顺县| 介休市| 镇远县| 离岛区| 理塘县| 鹰潭市| 泰顺县| 麻江县| 乌兰察布市| 陕西省| 翼城县| 瑞丽市| 凤阳县| 正阳县| 寻甸| 思茅市| 固安县| 玉山县| 图木舒克市| 濉溪县| 平舆县| 沁阳市| 邵阳市| 堆龙德庆县| 雅江县| 千阳县| 白朗县| 景泰县| 泰州市| 武夷山市| 潜山县| 临漳县| 新干县| 大丰市| 当阳市|