O diamante viu a tecnologia - diamond método de fabricação da lâmina
Chois Dong
boreway.com
2015-09-07 16:22:57
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de aviação e aeroespacial automotiva, propriedades do material e requisitos de tecnologia de processamento estão aumentando. Novos materiais de fibra de carbono, tais como plásticos reforçados, de partículas compósitos com matriz de metal (PRMMC) e materiais cerâmicos são amplamente utilizados. Estes materiais têm uma elevada resistência, resistência ao desgaste e de baixo coeficiente de características de expansão térmica, o que determina quando são usinagem vida útil da ferramenta é muito curto. Desenvolvimento de novas ferramentas de corte superhard resistente ao desgaste e estável é muitos tópicos universidades, institutos de investigação e empresas de pesquisa. Diamante definido mecânica, óptica, térmico, acústico, óptico, e muitos outros excelente desempenho em um, com uma alta dureza, baixo coeficiente de atrito, alta condutividade térmica, o coeficiente de expansão térmica e quimicamente inerte de baixo, que é um material ideal para o fabrico de a ferramenta. Neste trabalho, o desenvolvimento recente dos métodos de fabricação de ferramentas de diamante fornecem uma visão geral.
Citado gama de aplicações
Transformação (1) de usinagem difícil materiais não ferrosos
Quando o processamento de cobre, zinco, alumínio e outros metais não ferrosos e ligas, o material é fácil de aderir à ferramenta, dificuldades de processamento. Usando um diamante baixo coeficiente de atrito, e as características de afinidade metais não-ferrosos, de pequenas ferramentas diamantadas e ferramentas de corte pode efetivamente prevenir a ocorrência de ligação do metal. Além disso, uma vez que o módulo elástico do diamante, em que a deformação da porção de bordo de corte do dispositivo de corte de metais não ferrosos a extrusão de metal pequena, pode tornar o processo de corte é completada a pequena deformação, o que pode melhorar a qualidade da superfície.
(2) dificuldade para processar materiais não metálicos
Usinagem de alta partícula dureza contendo uma grande quantidade de materiais não metálicos duros, tais como fibra de vidro plástico reforçado, material de enchimento de silicone, material composto de fibra / epóxi duro de carbono quando os materiais de partículas duras permite ferramenta desgaste grave metal duro, duro ferramentas de ferramentas de processamento e de diamante de corte , elevada dureza, resistência ao desgaste, e por conseguinte de alta eficiência de processamento.
(3) de usinagem ultra-precisão
Com o advento da tecnologia moderna e integrada, usinagem de precisão para desenvolver na direção do desempenho da ferramenta que apresentou uma demanda muito alta. Porque coeficiente de diamante de fricção, baixo coeficiente de expansão térmica, condutividade térmica, pode cortar aparas muito finas, de chip flui facilmente para fora, com afinidade para outras substâncias é pequeno, fácil BUE, aquecer uma pequena alta condutividade, térmica, o calor pode ser evitada Efeito do lâmina e a peça de trabalho, e, por conseguinte, não é fácil de passivação aresta, de corte pequena deformação, a superfície de alta qualidade pode ser obtida.
O método de fabricação de ferramentas de diamante
Atualmente, o método de processamento de diamantes principal tem quatro seguintes: ferramentas de filmes revestidos, soldadura de espessura de película de diamante ferramentas de corte, ferramentas de corte de diamante e diamante de cristal único ferramenta corpo sinterizado.
2.1 Ferramentas Thin Film Revestido
Ferramentas revestidos com película são características rígidas e de alta temperatura de um bom filme de diamante colectiva material depositado é formado por deposição de vapor químico ferramenta (DCV).
Uma vez que a cerâmica de Si3N4, sistema de coeficiente de expansão térmica de WC-Co de diamante e carboneto do metal W é estreita, pequena tensão térmica gerada quando o filme, que pode ser utilizado como o material de base do corpo da fresa. WC-Co-base de carboneto cementado, existe uma fase ligante de Co entre fácil fazer um filme de diamante e o substrato é formado de grafite e reduzir a força de aderência necessária para ser pré-tratadas antes da deposição, a fim de eliminar a influência de Co (tipicamente por ácido gravura a Co) ʱ ??
Método químico de deposição de vapor consiste em utilizar um determinado método para activar a fonte de gás contendo C, a pressão de gás muito baixa, de modo que os átomos de carbono depositada numa determinada área, os átomos de carbono no condensado, formando um processo de deposição em fase de diamante. Actualmente utilizado para a deposição de diamante CVD por incluem: microondas, filamento quente, DC método jet arco.
Vantagens do filme de diamante é utilizado em uma variedade de geometrias de ferramentas complexas, como uma lâmina com um chip, fresas, alargadores e brocas; pode ser usado para cortar uma grande quantidade de materiais não-metálicos, força de corte ao cortar pequena, pequena deformação, liso, abrasão lenta, fácil deformação da peça de trabalho para o bem material da peça, terminando tolerâncias. A principal desvantagem é a fraca adesão dos filmes de diamante e do substrato, o filme de diamante não tem um caráter descartável.
2.2 diamante ferramenta de soldagem de espessura
Thick processo de produção de ferramentas de corte de diamante soldados geralmente incluem: preparação de filme de diamante grande área; o filme foi cortado em ferramenta de formas e tamanhos de diamante necessário; soldadura diamante de espessura material de substrato de filme e ferramenta; diamante de espessura de corte filme borda moagem e polimento ʱ ?? Preparação e corte (1) filmes de diamante
Processo usado comumente para a preparação de filmes de diamante CVD é o método de jato de plasma DC. O diamante é depositada sobre WC-Co liga (superfície de espelho-acabado), e no processo de resfriamento do substrato, o filme de diamante desligar automaticamente. Este método de velocidade de deposição (até 930μm / h), a ligação entre a rede mais de perto, mas a superfície de crescimento é áspero. Filme de diamante de alta dureza, resistência ao desgaste, não condutor determina o seu método de corte é de corte a laser (de corte pode ser levada a cabo em ar, oxigénio e árgon ambiente). Laser de corte de diamante película espessa pode não só cortada a forma e tamanho desejado, mas também podem ser cortadas depois de o ângulo da ferramenta, com um corte estreito, de alta eficiência e outras vantagens.
(1) Diamante Thick Film Cortadores de soldadura
Tendo entre diamante e metais em geral e sua ligas de alta energia interfacial, resultando em diamante não pode ser geralmente de baixo ponto de fusão de liga de infiltração, soldabilidade é pobre. No presente, a adição de uma forte elementos formadores de carboneto de diamante ou pelo processo de metalização de superfície para melhorar o diamante e o metal entre soldabilidade de cobre liga de solda de prata.
① método de soldadura activo
Geralmente solda liga de prata contendo cobre Ti, sem fluxo de soldadura em um gás inerte ou vácuo. Composição solda usada comumente Ag = 68.8wt%, Cu = 26.7wt%, Ti = 4.5wt%, métodos comumente utilizados de preparação são de fusão de arco e metalurgia do pó. Ti como um elemento ativo no processo de soldagem e gerar C refletir TiC, pode melhorar a força molhabilidade e adesão de diamante e solda. A temperatura de aquecimento é geralmente 850 ℃, incubada 10 minutos, arrefecimento lento para reduzir o stress interno.
② soldadura a metalização da superfície traseira
Superfícies de diamante superfície metalizada por tecnologia de tratamento de metalização sobre a superfície do diamante, de modo que a superfície que tem as propriedades de um metal ou metalóide. Geralmente na superfície do Ti banhado a diamante, Ti C reage com TiC, TiC e Ag-Cu liga de solda tem boa molhagem e força de ligação. Titânio métodos actualmente utilizados são: deposição física de vapor de vácuo (PVD, incluindo vácuo chapeamento evaporação, sob vácuo pulverização catódica, deposição de iões de vácuo, etc), chapeamento de vapor químico e cobrindo pó de sinterização. PVD método único volume baixo chapeamento, diamante temperatura processo de revestimento abaixo de 500 ℃, é uma ligação física entre o revestimento eo diamante, não metalurgia química. Ti e método de diamante CVD, uma reacção química para formar uma forte ligação metalúrgica, a temperatura da reacção é alta, o dano para o diamante.
(2) Ferramenta de diamante de espessura de película afiação
Diamante Thick Film Cortadores métodos de processamento são: trituração mecânica, metal polimento de disco quente, feixe de íons, raio laser e corrosão por plasma.
vinte e três Equipamento de diamantes corpo sinterizado
O método será transformado em diamante grosso danos abrasivos rolando tamanho médio de partícula dos grãos de diamante de 32 ~ 37μm ou uso direto dos grãos de diamante HPHT sistema jurídico, os grãos de pó empilhados em WC-16wt% Co liga, então Ta folha para isolar e sinterizados a 5.5GPa, 1500 ℃ durante 60 minutos para preparar um corpo sinterizado de diamante, com as ferramentas deste corpo sinterizado tem uma alta resistência à abrasão.
Ferramenta de diamante 2,4 único cristal
Diamante de cristal único cortador de diamante de cristal único é normalmente fixado em uma cabeça faca cabeça faca com um parafuso ou placa é fixada ao mandril de viragem. Diamante método de fixação faca na cabeça são: método de reforço mecânico (pressionando superfície ea superfície inferior do diamante polido, com a fixação de placa na cabeça faca); método de metalurgia do pó (o diamante na liga em pó, adicionando pressão na sinterização a vácuo, o chefe faca de diamante fixa); e método de soldadura de ligação (utilizando um ligante inorgânico ou outro diamante de fixação adesivo). Uma vez que o coeficiente de expansão térmica do diamante e da matriz diferenças entre diamante fácil de perder.
Citado gama de aplicações
Transformação (1) de usinagem difícil materiais não ferrosos
Quando o processamento de cobre, zinco, alumínio e outros metais não ferrosos e ligas, o material é fácil de aderir à ferramenta, dificuldades de processamento. Usando um diamante baixo coeficiente de atrito, e as características de afinidade metais não-ferrosos, de pequenas ferramentas diamantadas e ferramentas de corte pode efetivamente prevenir a ocorrência de ligação do metal. Além disso, uma vez que o módulo elástico do diamante, em que a deformação da porção de bordo de corte do dispositivo de corte de metais não ferrosos a extrusão de metal pequena, pode tornar o processo de corte é completada a pequena deformação, o que pode melhorar a qualidade da superfície.
(2) dificuldade para processar materiais não metálicos
Usinagem de alta partícula dureza contendo uma grande quantidade de materiais não metálicos duros, tais como fibra de vidro plástico reforçado, material de enchimento de silicone, material composto de fibra / epóxi duro de carbono quando os materiais de partículas duras permite ferramenta desgaste grave metal duro, duro ferramentas de ferramentas de processamento e de diamante de corte , elevada dureza, resistência ao desgaste, e por conseguinte de alta eficiência de processamento.
(3) de usinagem ultra-precisão
Com o advento da tecnologia moderna e integrada, usinagem de precisão para desenvolver na direção do desempenho da ferramenta que apresentou uma demanda muito alta. Porque coeficiente de diamante de fricção, baixo coeficiente de expansão térmica, condutividade térmica, pode cortar aparas muito finas, de chip flui facilmente para fora, com afinidade para outras substâncias é pequeno, fácil BUE, aquecer uma pequena alta condutividade, térmica, o calor pode ser evitada Efeito do lâmina e a peça de trabalho, e, por conseguinte, não é fácil de passivação aresta, de corte pequena deformação, a superfície de alta qualidade pode ser obtida.
O método de fabricação de ferramentas de diamante
Atualmente, o método de processamento de diamantes principal tem quatro seguintes: ferramentas de filmes revestidos, soldadura de espessura de película de diamante ferramentas de corte, ferramentas de corte de diamante e diamante de cristal único ferramenta corpo sinterizado.
2.1 Ferramentas Thin Film Revestido
Ferramentas revestidos com película são características rígidas e de alta temperatura de um bom filme de diamante colectiva material depositado é formado por deposição de vapor químico ferramenta (DCV).
Uma vez que a cerâmica de Si3N4, sistema de coeficiente de expansão térmica de WC-Co de diamante e carboneto do metal W é estreita, pequena tensão térmica gerada quando o filme, que pode ser utilizado como o material de base do corpo da fresa. WC-Co-base de carboneto cementado, existe uma fase ligante de Co entre fácil fazer um filme de diamante e o substrato é formado de grafite e reduzir a força de aderência necessária para ser pré-tratadas antes da deposição, a fim de eliminar a influência de Co (tipicamente por ácido gravura a Co) ʱ ??
Método químico de deposição de vapor consiste em utilizar um determinado método para activar a fonte de gás contendo C, a pressão de gás muito baixa, de modo que os átomos de carbono depositada numa determinada área, os átomos de carbono no condensado, formando um processo de deposição em fase de diamante. Actualmente utilizado para a deposição de diamante CVD por incluem: microondas, filamento quente, DC método jet arco.
Vantagens do filme de diamante é utilizado em uma variedade de geometrias de ferramentas complexas, como uma lâmina com um chip, fresas, alargadores e brocas; pode ser usado para cortar uma grande quantidade de materiais não-metálicos, força de corte ao cortar pequena, pequena deformação, liso, abrasão lenta, fácil deformação da peça de trabalho para o bem material da peça, terminando tolerâncias. A principal desvantagem é a fraca adesão dos filmes de diamante e do substrato, o filme de diamante não tem um caráter descartável.
2.2 diamante ferramenta de soldagem de espessura
Thick processo de produção de ferramentas de corte de diamante soldados geralmente incluem: preparação de filme de diamante grande área; o filme foi cortado em ferramenta de formas e tamanhos de diamante necessário; soldadura diamante de espessura material de substrato de filme e ferramenta; diamante de espessura de corte filme borda moagem e polimento ʱ ?? Preparação e corte (1) filmes de diamante
Processo usado comumente para a preparação de filmes de diamante CVD é o método de jato de plasma DC. O diamante é depositada sobre WC-Co liga (superfície de espelho-acabado), e no processo de resfriamento do substrato, o filme de diamante desligar automaticamente. Este método de velocidade de deposição (até 930μm / h), a ligação entre a rede mais de perto, mas a superfície de crescimento é áspero. Filme de diamante de alta dureza, resistência ao desgaste, não condutor determina o seu método de corte é de corte a laser (de corte pode ser levada a cabo em ar, oxigénio e árgon ambiente). Laser de corte de diamante película espessa pode não só cortada a forma e tamanho desejado, mas também podem ser cortadas depois de o ângulo da ferramenta, com um corte estreito, de alta eficiência e outras vantagens.
(1) Diamante Thick Film Cortadores de soldadura
Tendo entre diamante e metais em geral e sua ligas de alta energia interfacial, resultando em diamante não pode ser geralmente de baixo ponto de fusão de liga de infiltração, soldabilidade é pobre. No presente, a adição de uma forte elementos formadores de carboneto de diamante ou pelo processo de metalização de superfície para melhorar o diamante e o metal entre soldabilidade de cobre liga de solda de prata.
① método de soldadura activo
Geralmente solda liga de prata contendo cobre Ti, sem fluxo de soldadura em um gás inerte ou vácuo. Composição solda usada comumente Ag = 68.8wt%, Cu = 26.7wt%, Ti = 4.5wt%, métodos comumente utilizados de preparação são de fusão de arco e metalurgia do pó. Ti como um elemento ativo no processo de soldagem e gerar C refletir TiC, pode melhorar a força molhabilidade e adesão de diamante e solda. A temperatura de aquecimento é geralmente 850 ℃, incubada 10 minutos, arrefecimento lento para reduzir o stress interno.
② soldadura a metalização da superfície traseira
Superfícies de diamante superfície metalizada por tecnologia de tratamento de metalização sobre a superfície do diamante, de modo que a superfície que tem as propriedades de um metal ou metalóide. Geralmente na superfície do Ti banhado a diamante, Ti C reage com TiC, TiC e Ag-Cu liga de solda tem boa molhagem e força de ligação. Titânio métodos actualmente utilizados são: deposição física de vapor de vácuo (PVD, incluindo vácuo chapeamento evaporação, sob vácuo pulverização catódica, deposição de iões de vácuo, etc), chapeamento de vapor químico e cobrindo pó de sinterização. PVD método único volume baixo chapeamento, diamante temperatura processo de revestimento abaixo de 500 ℃, é uma ligação física entre o revestimento eo diamante, não metalurgia química. Ti e método de diamante CVD, uma reacção química para formar uma forte ligação metalúrgica, a temperatura da reacção é alta, o dano para o diamante.
(2) Ferramenta de diamante de espessura de película afiação
Diamante Thick Film Cortadores métodos de processamento são: trituração mecânica, metal polimento de disco quente, feixe de íons, raio laser e corrosão por plasma.
vinte e três Equipamento de diamantes corpo sinterizado
O método será transformado em diamante grosso danos abrasivos rolando tamanho médio de partícula dos grãos de diamante de 32 ~ 37μm ou uso direto dos grãos de diamante HPHT sistema jurídico, os grãos de pó empilhados em WC-16wt% Co liga, então Ta folha para isolar e sinterizados a 5.5GPa, 1500 ℃ durante 60 minutos para preparar um corpo sinterizado de diamante, com as ferramentas deste corpo sinterizado tem uma alta resistência à abrasão.
Ferramenta de diamante 2,4 único cristal
Diamante de cristal único cortador de diamante de cristal único é normalmente fixado em uma cabeça faca cabeça faca com um parafuso ou placa é fixada ao mandril de viragem. Diamante método de fixação faca na cabeça são: método de reforço mecânico (pressionando superfície ea superfície inferior do diamante polido, com a fixação de placa na cabeça faca); método de metalurgia do pó (o diamante na liga em pó, adicionando pressão na sinterização a vácuo, o chefe faca de diamante fixa); e método de soldadura de ligação (utilizando um ligante inorgânico ou outro diamante de fixação adesivo). Uma vez que o coeficiente de expansão térmica do diamante e da matriz diferenças entre diamante fácil de perder.
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