ダイヤモンドブレードの製造方法 - ダイヤモンドは、技術を見て
Choisドン
boreway.com
2015-09-07 16:22:57
自動車、航空宇宙技術の急速な発展に伴い、材料特性や加工技術の要求が増加しています。このような炭素繊維強化プラスチックのような新しい材料は、粒子状強化金属マトリックス複合（PRMMC）およびセラミック材料が広く用いられています。これらの材料は、高い強度を有し、耐摩耗性、それらは工具寿命を加工しているときに決定する熱膨張特性の低い係数は、非常に短いです。新しい耐摩耗性と安定した超硬切削工具の開発は、多くのトピックの大学、研究機関や企業の研究です。ダイヤモンドは高硬度、低摩擦係数、高い熱伝導率、熱膨張係数および化学的に不活性低いと、いずれかの機械的、光学的、熱的、音響的、光学的、および他の多くの優れた性能を設定し、その製造のための理想的な材料でありますツール。本論文では、ダイヤモンド工具の製造方法の最近の開発は、概要を説明します。
アプリケーションの引用範囲
処理（1）困難な加工非鉄材料
銅、亜鉛、アルミニウムおよび他の非鉄金属および合金の加工は、材料は、ツール、処理困難に接着することが容易である場合。摩擦係数が低いダイヤモンドを使用して、小型、ダイヤモンド工具の非鉄金属親和性及び切削工具は、効果的に金属結合の発生を防止することができます。また、ダイヤモンド弾性率ので、時小さな非鉄金属の押し出しの切断刃部の変形は、表面品質を向上させることができ、切断プロセスを小さい変形で完了させることができます。
（2）困難な非金属材料を処理します
硬質粒子材料は、ツールは、ツールの加工、ダイヤモンド切削工具重大な、ハード炭化物を着用可能にするとき、シリコン材料、硬質炭素繊維/エポキシ複合材料を充填し、ガラス繊維強化プラスチックのような硬質の非金属材料を多量に含む高硬度粒子を機械加工、高硬度は、耐摩耗性、したがって、高い処理効率。
（3）超精密加工
我々は非常に高い需要を出し工具性能の方向に開発するための最新の集積技術の出現により、精密加工。ダイヤモンドの摩擦係数ため、低熱膨張係数、熱伝導率は、非常に薄いチップをカットすることができ、チップは、容易に他の物質との親和性が小さく、容易BUE、小さい、高い熱伝導性を加熱、熱の影響を回避することができるされていると共に、流出しますブレードとワークと小さな変形を切断エッジを不動態化することは容易ではなく、高い表面品質を得ることができます。
ダイヤモンド工具を製造する方法
現在主ダイヤモンド処理方法は、次の4つがありますフィルムコーティングツールは、厚膜ダイヤモンド切削工具、ダイヤモンド切削工具と単結晶ダイヤモンド焼結体工具を溶接します。
2.1薄膜コーティングされたツール
フィルムコーティングされたツールは、ダイヤモンド膜を堆積し、良好な集合的な材料の剛性および高温度特性であるが、化学蒸着（CVD）ツールによって形成されます。
Si 3 N 4のセラミックス、ダイヤモンド及び炭化金属WのWC-Coのシステムの熱膨張係数が近いためフィルムは、それがカッター本体の基材として使用することができる場合、小型の熱応力が発生しました。 WC-Co基の超硬合金はCoの結合相は、ダイヤモンド膜を製造するために容易との間に存在すると基板がグラファイトで形成され、（典型的には酸によるコバルトの影響を排除するために、堆積前に前処理する必要が接着強度を低下させます共同のエッチング）ʱ？
化学蒸着法は、炭素原子が特定の領域に堆積されるように、非常に低いガス圧で、Cを含む原料ガスを活性化するために特定の方法を使用することで、中の炭素原子は、ダイヤモンド相堆積プロセスを形成し、濃縮しました。現在、CVD法によるダイヤモンドの堆積のために使用が含まれます：電子レンジ、ホットフィラメント、DCアークジェット法を。
ダイヤモンド膜の利点は、チップ、エンドミル、リーマーとドリルと刃のような複雑な工具形状、様々な使用されます。公差を仕上げ、良好な加工物材料のための工作物の小さな小変形、滑らかな、摩耗遅く、容易に変形を切断するときに力を切断、非金属材料の多くを切断するために使用することができます。主な欠点は、ダイヤモンド膜と基板との接着性が不十分である、ダイヤモンド膜は、使い捨ての文字を持っていません。
2.2ダイヤモンド厚い溶接工具
厚い溶接ダイヤモンド切削工具の製造方法は、一般的に含まれる：大面積のダイヤモンド膜の製造を、フィルムは、ツールを必要とダイヤモンドの形や大きさに切断しました。ダイヤモンド厚膜基板材料と溶接工具。ダイヤモンド厚膜刃先研削・研磨ʱ？ （1）ダイヤモンド膜を準備し、切削
ダイヤモンド膜の製造のための一般的に使用される方法は、DCプラズマジェットCVD法です。ダイヤモンドは、WC-Co合金（鏡面）上に堆積され、基板の冷却工程において、ダイヤモンド膜が自動的にオフ。 （930μm/時間まで）蒸着速度のこの方法、より密接に格子間の結合が、成長表面が粗いです。高硬度のダイヤモンド膜、耐摩耗性、非導電性は、その切断方法は、レーザーカッティング（切断は、空気、酸素、アルゴン環境下で行うことができる）であるかを判定する。レーザーカットダイヤモンド厚膜を所望の形状および大きさにカットすることができるだけでなく、狭い切り口、高効率および他の利点と共に、工具の角度の後に切断することができます。
（1）ダイヤモンド厚膜カッター溶接
ダイヤモンドの結果は一般に低融点合金浸潤することはできません、ダイヤモンドと一般的な金属及びその合金の高い界面エネルギーとの間で持って、溶接性が悪いです。現在では、強力な炭化物形成元素のダイヤモンド表面金属化プロセスによって添加は、銅、銀合金はんだのはんだ付けの間に、ダイヤモンドと金属を向上させることができます。
①アクティブなろう付け方法
一般的に、不活性ガスまたは真空の磁束溶接せずにTiを含む銅、銀合金ハンダ。一般的に使用されるはんだ組成のAg = 68.8wt％、銅= 26.7wt％、チタン= 4.5wt％、調製の一般的に用いられている方法は、溶融し、粉末冶金アークです。溶接工程における活性元素であるTiとCを生成するには、TiCのを反映ダイヤモンド、はんだの濡れ性や接着強度を向上させることができます。加熱温度は、通常850℃であり、内部応力を低減するために、ゆっくりと冷却し、10分間インキュベートしました。
②裏面メタライゼーションを溶接
ダイヤモンドの表面に金属メッキの表面処理技術により金属化ダイヤモンド表面、表面が金属または半金属の性質を有することになります。一般にダイヤモンドメッキチタンの表面に、TiのCはTiCを、TiCを用いて反応してAg-Cu系はんだ合金は、良好な濡れおよび接合強度を有しています。チタン現在使用される方法は、次のとおり、焼結をカバーする、化学気相めっき粉末（真空蒸着、メッキ、真空スパッタリング、真空イオンプレーティング、等を含むPVD）、真空物理蒸着法。 PVDめっき法単一ボリューム500℃以下の低、ダイヤモンドメッキ処理温度は、コーティングとダイヤモンドの間の物理的な取り付け、無化学冶金です。 TiとダイヤモンドCVD法、強力な金属結合を形成するための化学反応は、反応温度は、ダイアモンドの破損高いです。
（2）厚膜ダイヤモンド工具のシャープ
ダイヤモンド厚膜カッター処理方法は以下のとおりです。機械的研削、熱い金属ディスク研磨、イオンビーム、レーザービームとプラズマエッチング。
23 ダイヤモンド焼結体工具
この方法は、ダイヤモンド粒子の平均粒径を圧延して、厚さ、ダイヤモンド砥損傷に加工される32〜37μmまたは法的システムのHPHTダイヤモンド粒子の直接使用にその後のTa箔WC-16重量％のCo合金、上に積み重ねられた粉末の粒この焼結体のツールを使用して、ダイヤモンド焼結体を作製するために、5.5GPaで60分間、1500℃を分離し、焼結高い耐摩耗性を有しています。
2.4単結晶ダイヤモンド工具
単結晶ダイヤモンド単結晶ダイヤモンドカッターは、通常はネジでナイフヘッドナイフヘッドに固定されているか、プレートがターニングアーバに固定されています。頭の中でダイヤモンドナイフ固定方法は以下のとおりです（ナイフヘッドでプレート固定と押圧面と研磨ダイヤモンドの底面）機械的な補強方法。粉末冶金法（真空焼結、ダイヤモンドナイフ固定ヘッドに圧力を加えることによって合金粉末上にダイヤモンド）。 （無機結合剤または他の接着剤の固定ダイヤモンドを使用して）結合およびろう付け方法。失うのは簡単ダイヤモンドの間にダイヤモンドとマトリックスの違いの熱膨張係数以来。
アプリケーションの引用範囲
処理（1）困難な加工非鉄材料
銅、亜鉛、アルミニウムおよび他の非鉄金属および合金の加工は、材料は、ツール、処理困難に接着することが容易である場合。摩擦係数が低いダイヤモンドを使用して、小型、ダイヤモンド工具の非鉄金属親和性及び切削工具は、効果的に金属結合の発生を防止することができます。また、ダイヤモンド弾性率ので、時小さな非鉄金属の押し出しの切断刃部の変形は、表面品質を向上させることができ、切断プロセスを小さい変形で完了させることができます。
（2）困難な非金属材料を処理します
硬質粒子材料は、ツールは、ツールの加工、ダイヤモンド切削工具重大な、ハード炭化物を着用可能にするとき、シリコン材料、硬質炭素繊維/エポキシ複合材料を充填し、ガラス繊維強化プラスチックのような硬質の非金属材料を多量に含む高硬度粒子を機械加工、高硬度は、耐摩耗性、したがって、高い処理効率。
（3）超精密加工
我々は非常に高い需要を出し工具性能の方向に開発するための最新の集積技術の出現により、精密加工。ダイヤモンドの摩擦係数ため、低熱膨張係数、熱伝導率は、非常に薄いチップをカットすることができ、チップは、容易に他の物質との親和性が小さく、容易BUE、小さい、高い熱伝導性を加熱、熱の影響を回避することができるされていると共に、流出しますブレードとワークと小さな変形を切断エッジを不動態化することは容易ではなく、高い表面品質を得ることができます。
ダイヤモンド工具を製造する方法
現在主ダイヤモンド処理方法は、次の4つがありますフィルムコーティングツールは、厚膜ダイヤモンド切削工具、ダイヤモンド切削工具と単結晶ダイヤモンド焼結体工具を溶接します。
2.1薄膜コーティングされたツール
フィルムコーティングされたツールは、ダイヤモンド膜を堆積し、良好な集合的な材料の剛性および高温度特性であるが、化学蒸着（CVD）ツールによって形成されます。
Si 3 N 4のセラミックス、ダイヤモンド及び炭化金属WのWC-Coのシステムの熱膨張係数が近いためフィルムは、それがカッター本体の基材として使用することができる場合、小型の熱応力が発生しました。 WC-Co基の超硬合金はCoの結合相は、ダイヤモンド膜を製造するために容易との間に存在すると基板がグラファイトで形成され、（典型的には酸によるコバルトの影響を排除するために、堆積前に前処理する必要が接着強度を低下させます共同のエッチング）ʱ？
化学蒸着法は、炭素原子が特定の領域に堆積されるように、非常に低いガス圧で、Cを含む原料ガスを活性化するために特定の方法を使用することで、中の炭素原子は、ダイヤモンド相堆積プロセスを形成し、濃縮しました。現在、CVD法によるダイヤモンドの堆積のために使用が含まれます：電子レンジ、ホットフィラメント、DCアークジェット法を。
ダイヤモンド膜の利点は、チップ、エンドミル、リーマーとドリルと刃のような複雑な工具形状、様々な使用されます。公差を仕上げ、良好な加工物材料のための工作物の小さな小変形、滑らかな、摩耗遅く、容易に変形を切断するときに力を切断、非金属材料の多くを切断するために使用することができます。主な欠点は、ダイヤモンド膜と基板との接着性が不十分である、ダイヤモンド膜は、使い捨ての文字を持っていません。
2.2ダイヤモンド厚い溶接工具
厚い溶接ダイヤモンド切削工具の製造方法は、一般的に含まれる：大面積のダイヤモンド膜の製造を、フィルムは、ツールを必要とダイヤモンドの形や大きさに切断しました。ダイヤモンド厚膜基板材料と溶接工具。ダイヤモンド厚膜刃先研削・研磨ʱ？ （1）ダイヤモンド膜を準備し、切削
ダイヤモンド膜の製造のための一般的に使用される方法は、DCプラズマジェットCVD法です。ダイヤモンドは、WC-Co合金（鏡面）上に堆積され、基板の冷却工程において、ダイヤモンド膜が自動的にオフ。 （930μm/時間まで）蒸着速度のこの方法、より密接に格子間の結合が、成長表面が粗いです。高硬度のダイヤモンド膜、耐摩耗性、非導電性は、その切断方法は、レーザーカッティング（切断は、空気、酸素、アルゴン環境下で行うことができる）であるかを判定する。レーザーカットダイヤモンド厚膜を所望の形状および大きさにカットすることができるだけでなく、狭い切り口、高効率および他の利点と共に、工具の角度の後に切断することができます。
（1）ダイヤモンド厚膜カッター溶接
ダイヤモンドの結果は一般に低融点合金浸潤することはできません、ダイヤモンドと一般的な金属及びその合金の高い界面エネルギーとの間で持って、溶接性が悪いです。現在では、強力な炭化物形成元素のダイヤモンド表面金属化プロセスによって添加は、銅、銀合金はんだのはんだ付けの間に、ダイヤモンドと金属を向上させることができます。
①アクティブなろう付け方法
一般的に、不活性ガスまたは真空の磁束溶接せずにTiを含む銅、銀合金ハンダ。一般的に使用されるはんだ組成のAg = 68.8wt％、銅= 26.7wt％、チタン= 4.5wt％、調製の一般的に用いられている方法は、溶融し、粉末冶金アークです。溶接工程における活性元素であるTiとCを生成するには、TiCのを反映ダイヤモンド、はんだの濡れ性や接着強度を向上させることができます。加熱温度は、通常850℃であり、内部応力を低減するために、ゆっくりと冷却し、10分間インキュベートしました。
②裏面メタライゼーションを溶接
ダイヤモンドの表面に金属メッキの表面処理技術により金属化ダイヤモンド表面、表面が金属または半金属の性質を有することになります。一般にダイヤモンドメッキチタンの表面に、TiのCはTiCを、TiCを用いて反応してAg-Cu系はんだ合金は、良好な濡れおよび接合強度を有しています。チタン現在使用される方法は、次のとおり、焼結をカバーする、化学気相めっき粉末（真空蒸着、メッキ、真空スパッタリング、真空イオンプレーティング、等を含むPVD）、真空物理蒸着法。 PVDめっき法単一ボリューム500℃以下の低、ダイヤモンドメッキ処理温度は、コーティングとダイヤモンドの間の物理的な取り付け、無化学冶金です。 TiとダイヤモンドCVD法、強力な金属結合を形成するための化学反応は、反応温度は、ダイアモンドの破損高いです。
（2）厚膜ダイヤモンド工具のシャープ
ダイヤモンド厚膜カッター処理方法は以下のとおりです。機械的研削、熱い金属ディスク研磨、イオンビーム、レーザービームとプラズマエッチング。
23 ダイヤモンド焼結体工具
この方法は、ダイヤモンド粒子の平均粒径を圧延して、厚さ、ダイヤモンド砥損傷に加工される32〜37μmまたは法的システムのHPHTダイヤモンド粒子の直接使用にその後のTa箔WC-16重量％のCo合金、上に積み重ねられた粉末の粒この焼結体のツールを使用して、ダイヤモンド焼結体を作製するために、5.5GPaで60分間、1500℃を分離し、焼結高い耐摩耗性を有しています。
2.4単結晶ダイヤモンド工具
単結晶ダイヤモンド単結晶ダイヤモンドカッターは、通常はネジでナイフヘッドナイフヘッドに固定されているか、プレートがターニングアーバに固定されています。頭の中でダイヤモンドナイフ固定方法は以下のとおりです（ナイフヘッドでプレート固定と押圧面と研磨ダイヤモンドの底面）機械的な補強方法。粉末冶金法（真空焼結、ダイヤモンドナイフ固定ヘッドに圧力を加えることによって合金粉末上にダイヤモンド）。 （無機結合剤または他の接着剤の固定ダイヤモンドを使用して）結合およびろう付け方法。失うのは簡単ダイヤモンドの間にダイヤモンドとマトリックスの違いの熱膨張係数以来。
