本文針對(duì)金剛石膜(CVD)在切削刀具中的使用，議論了金剛石膜焊接復(fù)合刀具對(duì)刀體資料請(qǐng)求和制造方法。依據(jù)金剛石良合刀具制造工藝及運(yùn)用請(qǐng)求，對(duì)真空自活性釬焊所用釬料的化學(xué)成分的挑選停止了剖析，提出了肯定活性針料化學(xué)成分的準(zhǔn)繩及常用針料的化學(xué)成分。
0.前言
金剛石膜具有硬度高、耐磨損，沖突系數(shù)小，導(dǎo)熱性好等特性，是制造切削有色金屬和非金屬資料刀具的幻想資料。天然金剛石膜的刀具分為兩品種型：金剛石膜涂層刀具，金剛石膜焊接刀具。粘結(jié)力較弱是金剛石涂層刀具最一般的題目。粘結(jié)力較弱的緣由有兩個(gè)：一是化學(xué)氣相堆積(CVD)附口進(jìn)程中，發(fā)生很大的熱應(yīng)力；二是基體資料具有著很多升高接頭強(qiáng)度的要素。近年來(lái)，使用生長(zhǎng)基體金屬同金剛石膜的熱收縮系數(shù)相差較大粘附強(qiáng)度低，在基體上堆積金剛石膜，隨著基體的冷卻，金剛石膜主動(dòng)零落，失掉獨(dú)立的金剛石厚膜。文獻(xiàn)采用等離子體時(shí)流CVD法在Mo基體上堆積金剛石膜，取得獨(dú)立的金剛石厚膜(0.3-1.3mm)。使用這種膜與刀體資料焊接簾(備切削刀具兼有單晶金剛石刀具和金剛石薄膜涂層刀具的長(zhǎng)處，是一種使用遠(yuǎn)景極為寬廣的新型刀具。
1.金剛石厚膜焊接刀具的制造方法
1-1金剛石厚膜的成型
由于金剛石厚膜硬度高，耐磨性好、而且不導(dǎo)電。所以罕見(jiàn)的機(jī)械切削、線切割、超聲波加工等工藝方法均不適用于金剛石厚膜的切割加工，常用的方法是激光切割。激光切割不只能將金剛石厚膜切割成所需求的外形和尺寸，還能間接切出刀具的后角和改正厚膜外表。普通金剛石車刀的前角以0°為規(guī)范，依據(jù)需求可在+5°的范疇內(nèi)選取。在夸大車刀的耐磨性和尖刀強(qiáng)度的狀況下。也能夠采用負(fù)前角(-20°左右)。負(fù)后角普通以5°為規(guī)范，依據(jù)運(yùn)用條件可在2.5~10°范疇內(nèi)選取。由前刀面和后刀面形成的鍥角在85°以上，可失掉高精度的刀尖。
1-2刀體資料的功能和焊接
作為刀體資料雖然在切削加工中不與被切削體間接接觸，但由于基體要對(duì)金剛石膜起支持作用，因而請(qǐng)求其具有較高的剛性，熱收縮系數(shù)與金剛石膜相近以及優(yōu)良的焊接性等。目前常用刀具資料有硬質(zhì)合金(YG3、YG6、YG8等)、陶瓷(Si3N4、A12O3等)、CBN、高速鋼等，硬質(zhì)合金是最有開(kāi)展出路且目前研討最多的刀體資料。硬質(zhì)合金是幻想的根本資料，它的硬度高，又因其為燒結(jié)體，紅硬性更好，室溫下硬度普通在HRA83~93之間；500℃以下硬度堅(jiān)持不變?？箟簭?qiáng)度最高可到達(dá)6000MPa，普通為3400~5600MPa；室溫抗彎強(qiáng)度在750~2500MPa之間，彈性模量高，一般為(4~7)×105MPa；室溫下剛性較好，無(wú)分明塑變，對(duì)金剛石膜可起很好的剛性支持作用。
金剛石厚膜與刀體資料的銜接次要有方法兩種：金剛石外表金屬化釬焊法和活性釬料焊法。前者是使用外表處置技術(shù)(如離子束濺射等)，在金剛石外表鍍覆金屬(如Ti、Cr等)，使其外表具有金屬或類金屬的功能。金屬化的金剛石膜外表對(duì)Ag-Cu基針料具有優(yōu)良的可焊性，可采用金屬間針焊工藝焊接。這種方法需停止金剛石膜外表金屬化處置，添加了制備難度。活性釬料焊接規(guī)律是在針料中參加過(guò)量的能與金剛石膜外表碳原子反響天生碳化物的元素，使用針焊進(jìn)程中碳化物形成元素對(duì)金剛石膜待焊外表的活化作用，使針料潤(rùn)濕金剛石膜完成其釬焊進(jìn)程。
1-3刀體與基體金屬的銜接
將失掉的金剛石厚膜硬質(zhì)合金復(fù)合刀片銜接到基體金屬上，其銜接方法大致有以下幾種：⑴釬焊⑵機(jī)械加固⑶樹(shù)脂粘接劑銜接⑷熱裝壓入。其中，釬焊的方法運(yùn)用最多。釬焊金剛石厚膜/硬質(zhì)合金復(fù)合刀片運(yùn)用的釬料就強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，普通運(yùn)用銅基針料、銀基針料等。但思索到避免氧化的焊接裂紋以增加金剛石向石墨轉(zhuǎn)化的趨向，盡能夠的運(yùn)用低熔點(diǎn)的釬料為好，次要是運(yùn)用硬質(zhì)合金針焊公用的銀基針料。為了更好地維護(hù)金剛石不向石墨轉(zhuǎn)化，最好也是在真空或惰性氛圍條件下針焊。
1-4金剛石厚膜刀具的刃磨
金剛石厚膜刀具的刃磨方法次要無(wú)機(jī)械磨削(包括金剛石砂輪磨削和金剛石粉研磨)。熱金屬盤研膳，激光束、離子束加工和等離子體刻蝕等。用金剛石粉研磨效率低，金剛石砂輪磨削效率高，并可采用不同粒度的砂輪停止粗加工，是金剛石厚膜刀具取得較好的外表光亮度。熱金屬盤研磨是在低溫條件下，使用鐵族元素與金剛石反響使金剛石石墨化的原理除去金剛石。用此種方法研磨外表精細(xì)度可達(dá)鏡面程度。用激光對(duì)厚膜外表停止光整加工，加工效率很高但加工外表質(zhì)量不高，只合適于粗加工和半精加工。
2、活性釬料成分挑選
活性釬料釬焊法釬焊金剛石與硬質(zhì)合金所用的活性釬料，除要思索釬料對(duì)金剛石膜與硬質(zhì)合金的潤(rùn)濕條件，還必需思索接頭應(yīng)力和真空加熱條件下釬料成分的形態(tài)對(duì)釬焊進(jìn)程的影響。
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