金刚石刀头的金刚石刀头的制造

1. 金刚石刀头的金刚石刀头的制造

在刀头制造妙技中，刀头胎体原料的选择和热压工艺是其中较为关键的枢纽。Co基、青铜基合金系被普及选择作为胎体原料，但在制造本钱和使用机能上不能做到很好的两全。经由过水平析提出了Fe-Ni-Cu-W系合金作为刀头胎体原料，经由尝试和应用，取得了较为理想的制造本钱与机能的两全。金刚石锯片刀头的制造历程可描写为在必然压力下的金属粉末的烧结历程，是一种粉末冶金历程：匀称肴杂的金属粉末在高温（800-1000℃）和必然压力下（180-250Kgf/cm2），经由过程粉末颗粒间的扩散、熔焊、化合、再结晶等一系列物理化学浸染，形成具有必然外形和机器机能的烧结体，即为刀头。对锯片刀头胎体原料的根基也要有较严的要求：1、 烧结体应具有精良的抨击袭击机能和恰当的硬度，以保证对所包裹的金刚石形成精采的机器啮合和对岩石适度的抗磨损手段；2、 能够在较低的烧结温度（一样寻常不赶过950℃）下和较短的保温时刻（一样寻常不赶过5分钟）内完成餍足上述机能要求的粉末冶金历程，以减缓金刚石单晶的劣化趋势；3、 胎体合金中的合金组元可以精采的浸润金刚石单晶，并经由过程插手的微量元素使合金组元与金刚石间孕育产生化学键合浸染，进一步进步对金刚石的哄骗手段。粉末冶金方法可以使胎体原料得到与一样寻常合金相似的构造，实现合金化。在合金构造中有多少种相，其中在电化学性子与原子半径相似的组元间，合金偏向于优天赋生固溶体相。因为固溶体相在天生历程中晶格产生畸变，使晶格位错移动时所受到的阻力增年夜，从而使原料的强度、硬度进步，即孕育产生固溶强化浸染，是以，固溶体相成为对综合机器机能要求较高原料的最根基组成相。可以说，胎体合金能形成固溶体相是实现胎体原料高机能的关键之一。按照锯片刀头胎体原料的根基要求，应选择易于在胎体合金中形成固溶体相、孕育产生固溶强化浸染的合金系作为胎体的根基因素，Fe-Ni-Cu-W系合金切合这种要求：Fe-Ni、Cu-Ni可以实现完全互溶；WC/W-Ni、WC-Cu、Fe-Cu可实现有限互溶并可以孕育产生弥散强化浸染；Fe、Ni第Ⅷ族元素对金刚石有精采的亲和性。成品后的刀头经各种不同的方式安装到基体上，经打磨、喷漆制成成品，被广泛应用的各类的生活生产操作中。

2. 金刚石切割片的金刚石切割片制造工艺

1、烧结金刚石切割片：分冷压烧结和热压烧结两种，压制烧结而成。2、焊接金刚石切割片：分高频焊接和激光焊接两种，高频焊接通过高温熔化介质将刀头与基体焊接在一起，激光焊接通过高温激光束将刀头与基体接触边缘熔化形成冶金结合。3、电镀金刚石切割片：是将刀头粉末通过电镀方法附着在基体上。

3. 金刚石锯片的工艺分类

1、烧结金刚石锯片：分冷压烧结和热压烧结两种，压制烧结而成。2、焊接金刚石锯片：分钎焊和激光焊两种，钎焊是通过高温熔化介质将刀头与基体焊接在一起，如高频感应钎焊锯片、真空钎焊锯片等；激光焊接通过高温激光束将刀头与基体接触边缘熔化形成冶金结合。3、电镀（钎焊）金刚石锯片：是将刀头粉末通过电镀方法附着在基体上。2012年开始，国家逐步在取消电镀金刚石产品制作，主要是因为污染相当严重。

4. 金刚石锯片的制造方法

随着汽车、航空和航天技术的飞速发展，对材料性能及加工技术的要求日益提高。新型材料如碳纤维增强塑料、颗粒增强金属基复合材料（PRMMC）及陶瓷材料得到广泛应用。这些材料具有强度高、耐磨性好、热膨胀系数小等特性，这决定了对它们进行机加工时刀具的寿命非常短。开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具是许多高校、科研院所和企业研究的课题。 金刚石集力学、光学、热学、声学、光学等众多优异性能于一身，具有极高的硬度，摩擦系数小，导热性高，热膨胀系数和化学惰性低，是制造刀具的理想材料。本文对近年来金刚石刀具制造方法的发展作一概述。 （1）难加工有色金属材料的加工加工铜、锌、铝等有色金属及其合金时，材料易粘附刀具，加工困难。利用金刚石摩擦系数低、与有色金属亲和力小的特点，金刚石刀具可有效防止金属与刀具发生粘结。此外，由于金刚石弹性模量大，切削时刃部变形小，对所切削的有色金属挤压变形小，可使切削过程在小变形下完成，从而可以提高加工表面质量。（2）难加工非金属材料的加工加工含有大量高硬度质点的难加工非金属材料，如玻璃纤维增强塑料、填硅材料、硬质碳纤维/环氧树脂复合材料时，材料的硬质点使刀具磨损严重，用硬质合金刀具难以加工，而金刚石刀具硬度高、耐磨性好，因此加工效率高。（3）超精密加工随着现代集成技术的问世，机加工向高精度方向发展，对刀具性能提出了相当高的要求。由于金刚石摩擦系数小、热膨胀系数低、导热率高，能切下极薄的切屑，切屑容易流出，与其它物质的亲和力小，不易产生积屑瘤，发热量小，导热率高，可以避免热量对刀刃和工件的影响，因此刀刃不易钝化，切削变形小，可以获得较高质量的表面。(4)刨花板木工加工大型木工切削作业，尤其是刨花板、密度板、抗倍特板等高致密性、高硬度难加工的板料，传统的硬质合金锯片切削性能难以满足。PCD复合金刚石锯片已经成为最硬材料的切削刀具，成为木工干切削作业刀具的佼佼者，其超硬性能以及经久耐磨是木工材料的克星，金刚石锯片，维氏硬度10000HV，耐酸性强，刃口不易钝化，加工木材一次成型质量好，耐磨度高，相比硬质合金更耐磨，针对刨花板、密度板、木地板、贴面板等切削加工连续作业时间可达300~400个小时，最高使用报废时间可以达到4000小时/片，相比硬质合金刀片而言，使用寿命更长，而且加工效率和加工精度更是达到最优质的需求。 目前金刚石的主要加工方法有以下四种：薄膜涂层刀具、厚膜金刚石焊接刀具、金刚石烧结体刀具和单晶金刚石刀具。2.1 薄膜涂层刀具薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法（CVD）沉积金刚石薄膜制成的刀具。由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系与金刚石接近，制膜时产生的热应力小，因此可作为刀体的基体材料。WC-Co系硬质合金中，粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度，在沉积前需进行预处理以消除Co的影响（一般通过酸腐蚀去Co）。化学气相沉积法是采用一定的方法把含有C源的气体激活，在极低的气体压强下，使碳原子在一定区域沉积下来，碳原子在凝聚、沉积过程中形成金刚石相。目前用于沉积金刚石的CVD法主要包括：微波、热灯丝、直流电弧喷射法等。金刚石薄膜的优点是可应用于各种几何形状复杂的刀具，如带有切屑的刀片、端铣刀、铰刀及钻头；可以用来切削许多非金属材料，切削时切削力小、变形小、工作平稳、磨损慢、工件不易变形，适用于工件材质好、公差小的精加工。主要缺点是金刚石薄膜与基体的粘接力较差，金刚石薄膜刀具不具有重磨性。2.2 金刚石厚膜焊接刀具金刚石厚膜焊接刀具的制作过程一般包括：大面积的金刚石膜的制备；将金刚石膜切成刀具需要的形状尺寸；金刚石厚膜与刀具基体材料的焊接；金刚石厚膜刀具切削刃的研磨与抛光。（1）金刚石厚膜的制备与切割常用的制备金刚石厚膜的工艺方法是直流等离子体射流CVD法。将金刚石沉积到WC-Co合金（表面进行镜面加工）上，在基体的冷却过程中，金刚石膜自动脱落。此方法沉积速度快（最高可达930μm/h），晶格之间结合比较紧密，但是生长表面比较粗糙。金刚石膜硬度高、耐磨、不导电决定了它的切割方法是激光切割（切割可在空气、氧气和氩气的环境中进行）。采用激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还可以切出刀具的后角，具有切缝窄、高效等优点。（1）金刚石厚膜刀具的焊接金刚石与一般的金属及其合金之间具有很高的界面能，致使金刚石不能被一般的低熔点合金所浸润，可焊性极差。目前主要通过在铜银合金焊料中添加强碳化物形成元素或通过对金刚石表面进行金属化处理来提高金刚石与金属之间的可焊性。①活性钎料法焊料一般用含Ti的铜银合金，不加助熔剂在惰性气体或真空中焊接。常用的钎料成分Ag=68.8wt%，Cu=26.7wt%，Ti=4.5wt%，常用的制备方法是电弧熔炼法和粉末冶金法。Ti作为活性元素在焊接过程中与C反映生成TiC，可提高金刚石与焊料的润湿性和粘结强度。加热温度一般为850℃，保温10分钟，缓冷以减小内应力。②表面金属化后焊接金刚石表面的金属化是通过表面处理技术在金刚石表面镀覆金属，使其表面具有金属或类金属的性能。一般是在金刚石的表面镀Ti，Ti与C反应生成TiC，TiC与Ag-Cu合金钎料有较好的润湿性和结合强度。目前常用的镀钛方法有：真空物理气相沉积（PVD，主要包括真空蒸发镀、真空溅射镀、真空离子镀等），化学气相镀和粉末覆盖烧结。PVD法单次镀覆量低，镀覆过程中金刚石的温度低于500℃，镀层与金刚石之间是物理附着、无化学冶金。CVD法Ti与金刚石发生化学反应形成强力冶金结合，反应温度高，损害金刚石。（2）厚膜金刚石刀具的刃磨金刚石厚膜刀具的加工方法有：机械磨削，热金属盘研磨，离子束、激光束和等离子体刻蚀等。2.3 金刚石烧结体刀具将金刚石厚膜用滚压研磨破坏的方法加工成平均粒度为32～37μm的金刚石晶粒或直接利用高温高压法制得金刚石晶粒，把晶粒粉末堆放到WC-16wt%Co合金上，然后用Ta箔将其隔离，在5.5GPa、1500℃条件下烧结60分钟，制成金刚石烧结体，用此烧结体制成的车刀具有很高的耐磨性。2.4 单晶金刚石刀具单晶金刚石刀具通常是将金刚石单晶固定在小刀头上，小刀头用螺钉或压板固定在车刀刀杆上。金刚石在小刀头上的固定方法主要有：机械加固法（将金刚石底面和加压面磨平，用压板加压固定在小刀头上）；粉末冶金法（将金刚石放在合金粉末中，经加压在真空中烧结，使金刚石固定在小刀头上）；粘结和钎焊法（使用无机粘结剂或其它粘结剂固定金刚石）。由于金刚石与基体的热膨胀系数相差悬殊，金刚石易松动，脱落。

5. 金刚石切割刀片的介绍

金刚石切割刀片包括基体、刀体，所述基体沿盘状外缘设有凸楞，所述凸楞沿圆周均布有若干燕尾槽，在两相邻燕尾凹槽之间设有倒置的燕尾凸楔，在凸楞根部与若干凹槽槽底之间环设有加强筋，所述刀体是压制烧结的固接于由燕尾凹槽、燕尾凸楔及加强筋构成的凸楞上。

6. 金刚石切割片的锯切参数

 进刀速度即被锯切石材的进给速度。它的大小影响锯切率、锯片受力以及锯切区的散热情况。它的取值应根据被锯切石材的性质来选定。一般来讲，锯切较软的石材，如大理石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，更有利于提高锯切率。锯切细粒结构的、比较均质的花岗石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，金刚石刃容易被磨平。但锯切粗粒结构而软硬不均的花岗石时，应降低进刀速度，否则会引起锯片振动导致金刚石碎裂而降低锯切率。锯切花岗石的进刀速度一般在9m～12m/min范围内选定。

7. 金刚石锯片及刀具制作原理：如何制造金刚石锯片及刀具？

　　金刚石锯片介绍　　金刚石锯片是一种切割工具,广泛应用于石材,陶瓷等硬脆材料的加工.金刚石锯片主要由两部分组成;基体与刀头.基体是粘结刀头的主要支撑部分,而刀头则是在使用过程中起切割的部分,刀头会在使用中而不断地消耗掉,而基体则不会,刀头之所以能起切割的作用是因为其中含有金刚石,金刚石作为目前最硬的物质,它在刀头中摩擦切割被加工对象.而金刚石颗粒则由金属包裹在刀头内部。　　目前在金刚石的产业化中还存在一些关键问题函待解决，如高速大面积的金刚石厚膜沉积工艺、控制金刚石膜的晶界密度和缺陷密度、金刚石膜的低温生长，金刚石薄膜与基体结合力弱等。金刚石刀具优异的性能和广泛的发展前途吸引国内外无数的专家进行研究，有些已经取得了突破性进展，相信不久的将来金刚石刀具将广泛应用到现代加工中。　　制造工艺分类　　1、烧结金刚石锯片：分冷压烧结和热压烧结两种，压制烧结而成。　　2、焊接金刚石锯片：分高频焊接和激光焊接两种，高频焊接通过高温熔化介质将刀头与基体焊接在一起，激光焊接通过高温激光束将刀头与基体接触边缘熔化形成冶金结合。　　3、电镀金刚石锯片：是将刀头粉末通过电镀方法附着在基体上。　　金刚石锯片制造方法　　随着汽车、航空和航天技术的飞速发展，对材料性能及加工技术的要求日益提高。新型材料如碳纤维增强塑料、颗粒增强金属基复合材料（PRMMC）及陶瓷材料得到广泛应用。这些材料具有强度高、耐磨性好、热膨胀系数小等特性，这决定了对它们进行机加工时刀具的寿命非常短。开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具是许多高校、科研院所和企业研究的课题。金刚石集力学、光学、热学、声学、光学等众多优异性能于一身，具有极高的硬度，摩擦系数小，导热性高，热膨胀系数和化学惰性低，是制造刀具的理想材料。本文对近年来金刚石刀具制造方法的发展作一概述。　　引的应用范围　　（1）难加工有色金属材料的加工　　加工铜、锌、铝等有色金属及其合金时，材料易粘附刀具，加工困难。利用金刚石摩擦系数低、与有色金属亲和力小的特点，金刚石刀具可有效防止金属与刀具发生粘结。此外，由于金刚石弹性模量大，切削时刃部变形小，对所切削的有色金属挤压变形小，可使切削过程在小变形下完成，从而可以提高加工表面质量。　　（2）难加工非金属材料的加工　　加工含有大量高硬度质点的难加工非金属材料，如玻璃纤维增强塑料、填硅材料、硬质碳纤维/环氧树脂复合材料时，材料的硬质点使刀具磨损严重，用硬质合金刀具难以加工，而金刚石刀具硬度高、耐磨性好，因此加工效率高。　　（3）超精密加工　　随着现代集成技术的问世，
机加工向高精度方向发展，对刀具性能提出了相当高的要求。由于金刚石摩擦系数小、热膨胀系数低、导热率高，能切下极薄的切屑，切屑容易流出，与其它物质的亲和力小，不易产生积屑瘤，发热量小，导热率高，可以避免热量对刀刃和工件的影响，因此刀刃不易钝化，切削变形小，可以获得较高质量的表面。

8. 金刚石锯片制造工艺分类及制造方法有哪些

金刚石锯片制造工艺分类
　　1、烧结金刚石锯片：分冷压烧结和热压烧结两种，压制烧结而成。
　　2、焊接金刚石锯片：分高频焊接和激光焊接两种，高频焊接通过高温熔化介质将刀头与基体焊接在一起，激光焊接通过高温激光束将刀头与基体接触边缘熔化形成冶金结合。
　　3、电镀金刚石锯片：是将刀头粉末通过电镀方法附着在基体上。