❶ CBN刀具和陶瓷刀具有什么区别
一、构成不同
1、CBN刀具:是人造立方氮化硼刀具,在高温的时候还能保持高硬度的特性,主要做加工铁件之用。
2、陶瓷刀具:陶瓷刀是用一种纳米材料“氧化锆”加工而成。 用氧化锆粉末在2000度高温下用300吨的重压配上模具压制成刀坯,然后用金刚石打磨之后配上刀柄 就做成了成品陶瓷刀。
二、分类不同
1、CBN刀具:有直接由CBN单晶烧结而成的PCBN和添加一定比例粘结剂的PCBN烧结体两大类;按制造复合方式分:有整体PCBN烧结块和与硬质合金复合烧结的PCBN复合片两类。
2、陶瓷刀具:可分为金属材料和非金属材料。非金属材料又分为无机材料和有机材料。不论何种材料.其性质.如熔点、硬度和导电性等主要取决于内部微观结构.即取决于内部质点的结合方式和结合力。有机材料靠较弱的分子结合力,所以熔点低、硬度小。
三、用途不同
1、CBN刀具:合于铸铁、淬硬钢等材料的高速切削加工。
2、陶瓷刀具:耐磨性好,可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料,因而可免除退火加工所消耗的电力;并因此也可提高工件的硬度,延长机器设备的使用寿命。
❷ 关于高中化学的材料问题
1、复合材料(omposite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
新型无机非金属材料
具有耐高温,强度高的特性,具有电学特性,光学特性以及生物功能。可制汽轮机叶片、轴承、永久性磨具、绝缘体、半导体、导体、超导体等,用于医疗、信息处理、通讯、制人造牙齿、人造骨骼等
品种 氧化铝 陶瓷(人造刚玉)
主要特征 1.高熔点
2.高硬度
3.可制成透明陶瓷
4.不溶于水,无毒,强度高
5.对人体有较好的适应性
主要用途 高级耐火材料,刚玉球磨机,高压钠灯的灯管,人造骨,人造牙 ,人造心脏瓣膜
人造关节等
氮化硅陶瓷 1.超硬度,耐磨损
2.抗腐蚀,高温时也抗氧化
3.抗冷热冲击而不破裂
4.耐高温且不易传热
5.本身有润滑性
用途 制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环,永久性模具的机械构件,用于制造柴油机中发动机部件的受热面等。
光导纤维
特征 1.传导的能力非常强
2.抗干扰性好,不发生电辐射,
通讯质量高
3.质量轻,光纤细,耐腐蚀
用途 通讯材料,光缆作为长途通讯 的干
线,医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控照明等
新型有机高分子材料
一种与普通高分子材料不同的特殊材料制成的半透膜,它对被分离的物质具有选择性的透过功能,我们称这类材料为功能高分子材料,具有光,电,磁等特殊功能。
1.高分子分离膜 2.传感膜 3.热电膜 4.人工器官 5.高吸水性高分子 6.隐形眼镜 7.智能材料 8.生物材料
下列不属于新型有机高分子材料的是: ( )
A.高分子分离膜 B.液晶高分子材料
C.生物高分子材料 D.有机玻璃
有机玻璃是传统三大合成材料中的塑料,它不属于新型有机高分子材料。答案:D
下列有关新型高分子材料的说法中,不正确的是:( )
A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等。
B. 复合材料一般是以一种材料作为基体,另一种材料作为增强剂。
C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料。
D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用,难以达到生物相容的程度。
并不是所有人工合成的高分子材料植入人体都出现排斥反应,有不少的新型高分子材料具有优异的生物
兼容性,在人体中排异很小,可以满足人工器官对材料的苛刻要求。
答案:D
随着有机高分子材料的研究不断的加强和深入,使一些重要的通用高分子材料的应用范围不断扩大,
下列应用范围是通用高分子材料的最新研究成果的是
(A)新型导电材料 (B)仿生高分子材料
(C)高分子智能材料 (D)电磁屏蔽材料
随着社会的进步,科学技术的发展,高分子材料的作用越来越重用。特别是在尖端技术领域,对合成材
料提出了更高的要求,尤其是在具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的复合材料。
答案:AD
❸ 绝缘板环氧树脂材料加工用什么刀具比较耐用不易断刀
采用高强度锋钢,如:W12Cr4VCo8
❹ PCD是什材料,其硬度是多少能加工那些金属材料
PCD刀具主要材料是金刚石粉末,佐以一定的股捏硅铁等金属以及结合剂,在高温高压状态下生产出来的。
硬度的话是普通硬质合金刀具的100多倍。可以达到>8000HV。热传导系数也要高出6,7倍。
PCD刀具主要应用于以下两方面:
1.难加工有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工有色金属材料时,往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷,而PCD刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金(对该材料加工机理的研究已取得突破)。
2.难加工非金属材料的加工:PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料(CFRP)、人造板材等难加工非金属材料的加工。
PCD是生产中最常用的金刚石材料,它不仅适用通常机械加工领域,还广泛地应用在汽车、摩托车、高速列车、石油、化工、建筑、木材加工以及航空航天等工业部门。
在汽车和摩托车领域中,PCD适用于加工发动机铝合金活塞的裙部、销孔、汽缸体、变速箱、化油器等耐磨零部件。
在加工高硬度、高脆性材料时,PCD刀具的粘结磨损并不明显;相反,在加工低脆性材料(如碳纤维增强材料)时,刀具的磨损增大,此时粘接磨损起主导作用。
❺ 树脂磨具都有哪些应用领域
有机磨具即是树脂磨具,主要用于钢铁、汽车、轴承、铁道、车辆、造船、化工、仪表、航空航天、建材及其它机械加工工业。可用于加工各种非金属材料和金属材料。如:木材、橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、石材、铜、铝、铸铁、钢材等,以及硬质合金、高速钢、高钒钢、钛钢、不锈钢等。此外,在粮食加工,医学及地质勘探等领域都得以应用。
根据加工目的和用量不同,可以进行荒磨、粗磨、半精磨、精磨、细磨和高精度低粗糙度磨削。同时,可根据加工对象的不同,进行外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、工具磨削、专用磨削、电焊磨削、珩磨、超精加工、研磨及抛光等。
1、粗磨加工应用
粗磨是指以高效切削大量多余材料为主要特征的磨削方法。荒磨则是许多种粗磨加工广泛使用的俗称。
粗磨加工应用领域:
(1)用树脂荒磨砂轮和高速重负荷树脂砂轮,粗磨退火或不退火优质合金钢或不锈钢坯的精整加工。用于表面外观缺陷(焊缝、裂纹、氧化层等)的磨削加工。
(2)用树脂荒磨砂轮对铸件的浇口、冒口和坯缝进行磨削加工和一般性精整加工。
(3)用树脂荒磨砂轮对模锻、锻件的大毛刺或浇口整修后留下来的飞边,进行彻底的磨除。
(4)在焊接操作时,残留在焊件表面上的焊缝要采用荒磨平整焊缝和倒圆磨削。
(5)对大型板材气割成圆形或其它复杂形状时,气割所产生的熔渣,要采用便携式荒磨机磨除。如:大型热轧建筑型钢和管切的粗切加工等。
2、手持磨削加工应用
手持磨削是磨削方法的综合概括。它们的共同特征是:无论是工件还是磨削机械的支承使工件与磨具相接触,制导和移动等均直接依靠手工进行。
手持磨削又分为固定式手持磨削和移动式手持磨削。将磨削机械固定,手持加工工件进行磨削的方式,称为固定式手持磨削。加工时采用的手持砂轮机进行可移动的磨削方式,称为移动式手持磨削。
手持磨削主要应用领域:
(1)用手提式树脂荒磨砂轮,加工庞大而笨重难以在磨床上安装的工件。如:大型铸件的粗磨。
(2)用高速钹形砂轮或钢纸磨片,加工已装配有其它‘零件的工件。如:重型建筑构件和船舶构件。
(3)对小型调整时需要进行的磨削加工。如:在常见大型部件的有限部位上校正装配件。
(4)用高速钹形砂轮等,对工件最终成形或对工件与邻接部位接合处的倒圆,对已经装配或已经焊接的工件进行磨削。如:对汽车车体的加工。
(5)用于形状不规则表面上的雕塑加工。如:模具的加工。
(6)工件光整加工。即要求对工件进行倒圆或光整磨削,使其表面美观,性能满意,而对形状和尺寸无严格要求。如:用可弯曲钹形砂轮加工不锈钢制品,用PVA砂轮加工石材等。
(7)在工件表面的有限面积上做少量磨削,以便形成一种特殊的形状,例如:各种刀具的锐磨等。
3、切割加工应用
树脂薄片砂轮主要用于冶金工业的钢棒、钢管、扁钢、角铁、槽钢、钢轨、钢板等金属材料的切割加工;半导体工业的硅、锗、蓝宝石、铁素体、石墨、陶瓷、石英等金属和非金属材料的精密超薄切片加工;似及建筑材料工业、化学工业、航空航天工业、机械工业、汽车工业、船舶工业的金属材料和非金属材料的切割加工。
在金属材料切割加工中,采用树脂薄片砂轮切割,具有以下优点:
(1)切割速度快。在切割金属材料时,切割砂轮的切割速度是其它切削方法(如锯、车切)的10倍。
(2)切割尺寸精度高。采用砂轮切割,其切口宽度和切割面的平整度,一般来说比金工锯切要好。
(3)切割表面平滑。砂轮切割后其表面经常不须进行精加工,而锯切后的切断面很明显。
(4)可用于硬质材料的切割加工。如淬硬钢和金属碳化物以及硬脆非金属材料的切割加工。
(5)磨具使用过程中,自锐性好,不需要修整。
(6)成本低。使用砂轮切割所需成本明显低于其它切割方法。
(7)其它方面的应用。如窄槽切口,或者淬硬钢或超硬非金属加工件的切缝等。
树脂磨具切割加工所具有的这些特性,使其在许多金属加工业和非金属加工业,以及在工业生产的其它领域得到广泛应用。
4、常规磨削加工应用
(1)用树脂砂轮在外圆磨床或万能磨床上对轴类、套筒以及其他类型零件的圆柱面、圆锥面和肩端面进行磨削加工。
(2)用树脂砂轮外圆周面或砂轮的端面,如螺栓紧固砂轮、大气孔砂轮、开槽砂轮、多孔砂轮和多孔带沟槽砂轮,以及多用杯形砂轮、筒形砂轮的端面等,对机械零件的各种平直为满足平直度、表面粗糙度和平面之间相互位置精度等要求而进行平面磨削加工。
(3)用树脂砂轮的外圆面或树脂磨头,在内圆磨床、万能磨床或专用磨床上,对表面质量要求较高的通孔、盲孔、台阶孔、锥孔和轴承内沟道等部件进行内圆磨削加工。
(4)用树脂砂轮、树脂和橡胶导轮,在无心磨床上,采用柔性定位的方式,使用砂轮的外圆周面,对旋转对称的内圆或外圆表面进行无心磨削加工。
(5)用专用树脂砂轮磨螺纹砂轮。在螺纹磨床上,对高精度及表面粗糙度的传动螺纹,测量机件的螺纹,工量具螺纹和淬硬处理的螺纹部分进行螺纹加工。如螺纹、蜗杆、丝锥、滚刀、量规等带锥螺纹、多头螺纹、平行螺纹等磨削加工。
(6)用环氧树脂珩磨轮以及双锥面、蝶型、双蝶型、蜗杆式砂轮等,在齿轮磨床上,对经淬硬处理的齿轮进行齿轮磨削加工。
(7)用树脂强力磨砂轮,在工具磨削上,对具有较高的硬度热硬性,耐磨性与足够的强度和韧性的切削工具材料,如碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等,进行工具磨削加工,以达到理想的精度,表面粗糙度和正确的几何形状,使切削刃具具有较高的锋利性和耐用度。
5、其它专用磨削加工中的应用
(1)用树脂磨钢轨砂轮,在专用钢轨修磨列车上,对钢轨进行修磨加工。
(2)用导电树脂砂轮,在电解磨床上,对一些高硬度的零件,如各种硬质合金刀具、量具、挤压拉丝模具、轧辊等,以及普通磨削很难加工的小孔、深孔、薄壁筒、细长杆零件和复杂型面的零件,进行电解磨削加工。其中电解作用占加工量的95%。磨料的机械加工作用仅占5%。因此,电解磨削比普通磨削加工效率高。
(3)用PVA(聚乙烯醇)抛光轮,PU(聚氨酯)抛光轮、无纺布抛光轮等,在抛光机上,对石材、玻璃、不锈钢等进行抛光加工。
(4)磨录音机磁头、钟表、仪器行业所用的精磨抛光砂轮。如FBB(耐水聚乙烯醇)砂轮等。
❻ PCD刀具主要用于什么行业
聚晶金刚石刀具
1.聚晶金刚石(PCD)刀具概述
1.1 PCD刀具的发展
金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
1.2 PCD刀具的性能特点
金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中,碳原子的四个价电子按四面体结构成键,每个碳原子与四个相邻原子形成共价键,进而组成金刚石结构,该结构的结合力和方向性很强,从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石(PCD)的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体,虽然加入了结合剂,其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性,因此不易沿单一解理面裂开。
PCD刀具材料的主要性能指标:①PCD的硬度可达8000HV,为硬质合金的80~120倍;②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5~9倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速;③PCD的摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1),因此PCD刀具可显著减小切削力;④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10
-6~1.18×10
-6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀具热变形小,加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
1.3 PCD刀具的应用
工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早,其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来,对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果,PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前,国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De
Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道,1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明:人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展,De
Beers公司已推出了直径74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。
国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点,许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前,PCD刀具的加工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见,PCD刀具主要应用于以下两方面:①难加工有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工有色金属材料时,往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷,而PCD刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金(对该材料加工机理的研究已取得突破)。②难加工非金属材料的加工:PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料(CFRP)、人造板材等难加工非金属材料的加工。如华中理工大学1990年实现了用PCD刀具加工玻璃;目前强化复合地板及其它木基板材(如MDF)的应用日趋广泛,用PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。
2.PCD刀具的制造技术
2.1 PCD刀具的制造过程
PCD刀具的制造过程主要包括两个阶段:①PCD复合片的制造:PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂(其中含钴、镍等金属)按一定比例在高温(1000~2000℃)、高压(5~10万个大气压)下烧结而成。在烧结过程中,由于结合剂的加入,使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等为主要成分的结合桥,金刚石晶体以共价键形式镶嵌于结合桥的骨架中。通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘,还需对烧结成的复合片进行研磨抛光及其它相应的物理、化学处理。②PCD刀片的加工:PCD刀片的加工主要包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步骤。
2.2 PCD复合片的切割工艺
由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性,因此必须采用特殊的加工工艺。目前,加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法,其工艺特点的比较见表1。
表1 PCD复合片切割工艺的比较
工艺方法-工艺特点
电火花加工-高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化,部分金刚石石墨化和氧化,部分金刚石脱落,工艺性好、效率高
超声波加工-加工效率低,金刚石微粉消耗大,粉尘污染大
激光加工-非接触加工,效率高、加工变形小、工艺性差
在上述加工方法中,电火花加工效果较佳。PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。在有工作液的条件下,利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作液形成放电通道,并在局部产生放电火花,瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落,从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。电火花加工PCD复合片的效率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响,其中切削速度的合理选择十分关键,实验表明,增大切削速度会降低加工表面质量,而切削速度过低则会产生“拱丝”现象,并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也会降低切割速度。
2.3 PCD刀片的焊接工艺
PCD复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外,大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。焊接方法主要有激光焊接、真空扩散焊接、真空钎焊、高频感应钎焊等。目前,投资少、成本低的高频感应加热钎焊在PCD刀片焊接中得到广泛应用。在刀片焊接过程中,焊接温度、焊剂和焊接合金的选择将直接影响焊后刀具的性能。在焊接过程中,焊接温度的控制十分重要,如焊接温度过低,则焊接强度不够;如焊接温度过高,PCD容易石墨化,并可能导致“过烧”,影响PCD复合片与硬质合金基体的结合。在实际加工过程中,可根据保温时间和PCD变红的深浅程度来控制焊接温度(一般应低于700℃)。国外的高频焊接多采用自动焊接工艺,焊接效率高、质量好,可实现连续生产;国内则多采用手工焊接,生产效率较低,质量也不够理想。
2.4 PCD刀片的刃磨工艺
PCD的高硬度使其材料去除率极低(甚至只有硬质合金去除率的万分之一)。目前,PCD刀具刃磨工艺主要采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。由于砂轮磨料与PCD之间的磨削是两种硬度相近的材料间的相互作用,因此其磨削规律比较复杂。对于高粒度、低转速砂轮,采用水溶性冷却液可提高PCD的磨削效率和磨削精度。砂轮结合剂的选择应视磨床类型和加工条件而定。由于电火花磨削(EDG)技术几乎不受被磨削工件硬度的影响,因此采用EDG技术磨削PCD具有较大优势。某些复杂形状PCD刀具(如木工刀具)的磨削也对这种灵活的磨削工艺具有巨大需求。随着电火花磨削技术的不断发展,EDG技术将成为PCD磨削的一个主要发展方向。
3.PCD刀具的设计原则
3.1 刀具材料的选择
(1)合理选择PCD粒度
PCD粒度的选择与刀具加工条件有关,如设计用于精加工或超精加工的刀具时,应选用强度高、韧性好、抗冲击性能好、细晶粒的PCD。粗晶粒PCD刀具则可用于一般的粗加工。PCD材料的粒度对于刀具的磨损和破损性能影响显著。研究表明:PCD粒度号越大,刀具的抗磨损性能越强。采用De
Beers 公司SYNDITE 002和SYNDITE
025两种PCD材料的刀具加工SiC基复合材料时的刀具磨损试验结果表明,粒度为2μm的SYNDITE
002PCD材料较易磨损。
(2)合理选择PCD刀片厚度
通常情况下,PCD复合片的层厚约为0.3~1.0mm,加上硬质合金层后的总厚度约为2~8mm。较薄的PCD层厚有利于刀片的电火花加工。De
Beers公司推出的0.3mm厚PCD复合片可降低磨削力,提高电火花的切割速度。PCD复合片与刀体材料焊接时,硬质合金层的厚度不能太小,以避免因两种材料结合面间的应力差而引起分层。
3.2 刀具几何参数与结构设计
PCD刀具的几何参数取决于工件状况、刀具材料与结构等具体加工条件。由于PCD刀具常用于工件的精加工,切削厚度较小(有时甚至等于刀具的刃口半径),属于微量切削,因此其后角及后刀面对加工质量有明显影响,较小的后角、较高的后刀面质量对于提高PCD刀具的加工质量可起到重要作用。
PCD复合片与刀杆的连接方式包括机械夹固、焊接、可转位等多种方式,其特点与应用范围见表2。
表2 PCD复合片与刀杆连接方式的特点与应用
连接方式-特点-应用范围
机械夹固-由标准刀体及可做成各种集合角度的可换刀片组成,具有快换和便于重磨的优点-中小型机床
整体焊接-结构紧凑、制作方便,可制成小尺寸刀具-专用刀具或难于机夹的刀具,用于小型机床
机夹焊接-刀片焊接于刀头上,可使用标准刀杆,便于刃磨及调整刀头位置-自动机床、数控机床
可转位-结构紧凑,夹紧可靠,不需重磨和焊接,可节省辅助时间,提高刀具寿命-普通通用机床
4.PCD刀具的切削参数与失效机理
4.1 PCD刀具切削参数对切削性能的影响
(1)切削速度
PCD刀具可在极高的主轴转速下进行切削加工,但切削速度的变化对加工质量的影响不容忽视。虽然高速切削可提高加工效率,但在高速切削状态下,切削温度和切削力的增加可使刀尖发生破损,并使机床产生振动。加工不同工件材料时,PCD刀具的合理切削速度也有所不同,如铣削Al2O3强化地板的合理切削速度为110~120m/min;车削SiC颗粒增强铝基复合材料及氧化硅基工程陶瓷的合理切削速度为30~40m/min。
(2)进给量
如PCD刀具的进给量过大,将使工件上残余几何面积增加,导致表面粗糙度增大;如进给量过小,则会使切削温度上升,切削寿命降低。
(3)切削深度
增加PCD刀具的切削深度会使切削力增大、切削热升高,从而加剧刀具磨损,影响刀具寿命。此外,切削深度的增加容易引起PCD刀具崩刃。
不同粒度等级的PCD刀具在不同的加工条件下加工不同工件材料时,表现出的切削性能也不尽相同,因此应根据具体加工条件确定PCD刀具的实际切削参数。
4.2 PCD刀具的失效机理
刀具的磨损形式主要有磨料磨损、粘结磨损(冷焊磨损)、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损等。PCD刀具的失效形式与传统刀具有所不同,主要表现为聚晶层破损、粘结磨损和扩散磨损。研究表明,采用PCD刀具加工金属基复合材料时,其失效形式主要为粘结磨损和由金刚石晶粒缺陷引起的微观晶间裂纹。在加工高硬度、高脆性材料时,PCD刀具的粘结磨损并不明显;相反,在加工低脆性材料(如碳纤维增强材料)时,刀具的磨损增大,此时粘接磨损起主导作用。
5.结语
PCD刀具因其良好的加工质量和加工经济性在非金属材料、有色金属及其合金材料、金属基复合材料等切削加工领域显示出其它刀具难以比拟的优势。随着PCD刀具的理论研究日益深入及其应用技术的进一步推广,PCD刀具在超硬刀具领域的地位将日益重要,其应用范围也将进一步拓展。
❼ 模具行业都包括哪些具体的种类啊
模具分类方法很多,过去常使用的有: 按模具结构形式分类,如单工序模,复式冲模等; 按使用对象分类,如汽车覆盖件模具、电机模具等; 按加工材料性质分类,如金属制品用模具,非金属制用模具等; 按模具制造材料分类,如硬质合金模具等;按工艺性质分类,如拉深模、粉末冶金模、锻模等。 这些分类方法中,有些不能全面地反映各种模具的结构和成形加工工艺的特点,以及它们的使用功能。为此,采用以使用模具进行成形加工的工艺性质和使用对象为主的综合分类方法,将模具分为十大类,见表1各大类模具,又可根据模具结构、材料、使用功能以及制模方法等分为若干小类或品种。 序号 模具类型 模具品种 成形加工工艺性质及使用对象 1 冲压模具(冲模) 冲裁模(无、少废料冲裁、整修、光洁冲裁、深孔冲裁精冲模等),弯曲模具,拉深模具,单工序模具(冲裁、弯曲、拉深、成形等),复合冲模,级进冲模;汽车覆盖件冲模,组合冲模,电机硅钢片冲模 板材冲压成形 2 塑料成型模具 压塑模具,挤塑模具,注射模具(立式、式、角式注射模具);热固性塑料注射模具,挤出成形模具(管材、簿膜扁平机头等)发泡成形模具,低刀具工具泡注射成形模具,吹塑成形模具等 塑料制品成形加黄岩工艺(热固性和热塑性模塑料) 3 压铸模 热室压铸机用压铸模,立式冷室压铸机用压铸模,臣式冷室压铸机用压铸模,全立式压铸机用压铸模,有色金属(锌、铝、铜、镁合金)压铸,黑色金属压铸模 有色金属与黑色金属压力铸造成形工艺 4 锻造成形模具 模锻和大型压力机用锻模,螺旋压力机用锻模,平锻机锻模,辊锻模等;各种紧固件冷镦模,挤压模具,拉丝模具,液态锻造用模具等 金属零件成形,采用锻压、挤压 5 铸造用金属模具 各种金属零件铸造时采用的金属模型 金属浇铸成形工艺 6 粉末冶金模具 成形模: 手动模:实体单向压制、实体双向压制手动模;实体浮动压模 机动模:大型截面实体浮动压模,极掌单向压模,套类单向、双向压模,套类浮动压模 整形模: 手动模:径向整形模,带外台阶套类全整形模,带球面件整形模等 机动模:无台阶实体件自动整形模,轴套拉杆式半自动整形馍,轴套通过式自动整形模轴套全整形自动模,带外台阶与带外球面轴套全整形自动模等 粉末制品压坯的压制成形黄岩艺。主模具电加工设备用于铜基、铁基粉末制品;机械零件,工具材料与制品易热零件等 7 玻璃制品模具 吹一吹法成形瓶罐模具,压一吹法成形瓶罐模具,玻璃器皿用模具等 玻璃制品成形工艺 8 橡胶成型模具 橡胶制品的压胶模、挤胶模、注射模。橡胶轮胎模,“O”形密封圈橡胶模等 橡胶压制成形工艺 9 陶瓷模具 各种陶瓷器皿等制品用的成形金属模具 陶瓷制品成形工艺 10 经济模具(简易模具) 低熔点合金成形模具,薄板冲模,叠层冲模,硅橡胶模,环氧树脂模,陶瓷型精铸模,叠层型腔塑料模,快速电铸成形模等 适用多品种少批量工业产品用模具,有很高经济价值
❽ 半导体封装中金属刀切割和树脂刀切割有什么区别
区别在于封装的硬化程度的不同
❾ 常见复合材料的功能及用途
常见复合材料
一.玻璃纤维复合材料----玻璃钢
增强剂:玻璃纤维(SiO2+其他氧化物)比强度和比模量高,耐高温,化学稳定性好,电绝缘性较好.
(1)热塑性玻璃钢
粘结剂:热塑性树脂-尼龙,聚烯烃类,聚苯乙烯类,(热塑性聚脂,聚碳酸脂)机械性能,介电性能,耐热性和抗衰老性能较好
(2)热固性玻璃钢
粘结剂:热固性树脂---酚醛树脂,环氧树脂(不饱和聚酯树脂,有机硅树脂)
性能:轻,比强度高(高于铜合金和铝合金,有高于合金钢),耐蚀性好,介电性能优越,成型性能良好刚度较差,易老化,易蠕变.
用途:玻璃纤维/尼龙-轴承,轴承架,齿轮;玻璃纤维/聚苯乙烯-汽车内装饰制品,机壳.
二.碳纤维复合材料
增强剂:碳纤维(石墨)高强度,高弹性模量且2000°
C以上保持不变;-180°
C不变脆.
(1)碳纤维树脂复合材料
基体-----环氧树脂,酚醛树脂,聚四氟乙烯性能普遍优于玻璃钢;
用途:航天材料-----飞行器,火箭外层材料,天线支架,壳体,机架
,齿轮,轴承,活塞,密封圈,化工容器
(2)碳纤维金属复合材料
基体-----金属(主要为熔点较低的金属或合金,如碳纤/铝锡合金)
性能特点:接近于金属熔点仍有很好的强度和弹性模量
用途:碳纤/铝锡合金-高强度高级轴承其减磨性能优于铝锡合金.
三、硼纤维复合材料
增强剂:硼纤维------硼纤维沉积于钨丝
(1)硼纤维树脂复合材料
基体-环氧树脂,聚苯并咪唑,聚酰亚胺树脂
性能:抗压强度为碳纤维复合材料的2~2.5倍,剪切强度高,蠕变小,硬度和弹性模量高,高疲劳强度(340~390MN/m2),耐辐射,化学稳定(水,有机溶剂,燃料,润滑剂),导热性能和导电性能好,硼纤维是半导体.
应用:航空和宇航材料,如:翼面,仪表盘,转子,叶片,直升机螺旋桨叶的传动轴等
(2)硼纤维金属复合材料
基体-铝镁及其合金,钛及其合金应用:航空,火箭
性能:如铝基复合材料的强度,弹性模量,疲劳极限高于高强铝合金和耐热铝合金,比强度高于钢和钛合金.
四.金属基复合材料
金属和陶瓷组成的复合材料,属颗粒增强复合材料,又称金属陶瓷.
硬质合金
性能及应用:具有高硬度,高耐磨性,高的红硬性,高的热稳定性和抗氧化性.
适用于各种高速切削刀具,各种高温下工作的耐磨件,如热拉丝模等.
1.钨钴类硬质合金-由钴Co和碳化钨WC压制烧结而成
牌号:YG+Co的百分含量,如:YG3,YG6,YG8.Co的含量越高,其韧性越好.
性能特点-高硬度,高耐磨性,高的红硬性,韧性较好.
用途-制作切削铸铁,有色金属和非金属材料等脆性材料的刀具.如:YG8刀具适合粗加工铸铁,YG3适合精加工铸铁,YG6适合半精加工铸铁.
2.钨钛钴类硬质合金-由钴Co和碳化钨WC+TiC压制烧结而成
牌号:YT+TiC的百分含量,如:YT5,YT15,YYT30.TiC含量越高,其韧性越好.
性能特点-硬度和红硬性高于YG类,韧性,强度略低于YG类.
用途-制作切削各种钢的刀具.如:YT5刀具适合粗加工钢,YT15适合精加工钢,YT适合半精加工钢.
3.钨钛钽钴类硬质合金-由钴Co+WC+TiC+TaC压制烧结而成
牌号:YW
如:YW1
和
YW2
性能特点-兼具YG,YT优点,又称通用硬质合金及万能硬质合金.
用途:制作切削耐热钢及合金等难加工材料的刀具.