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    PCD和PCBN刀具

    PCD和PCBN刀具

     

    PCD是聚晶金剛石,用于切割有色金屬如同、鋁和非金屬如木地板、塑料;

    PCBN是聚晶立方氮化硼,用于切割黑色金屬如碳鋼。

     

    PCD人造聚晶金剛石刀具

     

    pcd刀具既聚晶金剛石刀具聚晶金剛石(PCD)刀具概述

    PCD刀具的發展金剛石作為一種超硬刀具材料應用于切削加工已有數百年歷史。在刀具發展歷程中,從十九世紀末到二十世紀中期,刀具材料以高速鋼為主要代表;1927年德國首先研制出硬質合金刀具材料并獲得廣泛應用;二十世紀五十年代,瑞典和美國分別合成出人造金剛石,切削刀具從此步入以超硬材料為代表的時期。二十世紀七十年代,人們利用高壓合成技術合成了聚晶金剛石(PCD),解決了天然金剛石數量稀少、價格昂貴的問題,使金剛石刀具的應用范圍擴展到航空、航天、汽車、電子、石材等多個領域。PCD刀具的性能特點

    金剛石刀具具有硬度高、抗壓強度高、導熱性及耐磨性好等特性,可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。金剛石刀具的上述特性是由金剛石晶體狀態決定的。在金剛石晶體中,碳原子的四個價電子按四面體結構成鍵,每個碳原子與四個相鄰原子形成共價鍵,進而組成金剛石結構,該結構的結合力和方向性很強,從而使金剛石具有極高硬度。由于聚晶金剛石(PCD)的結構是取向不一的細晶粒金剛石燒結體,雖然加入了結合劑,其硬度及耐磨性仍低于單晶金剛石。但由于PCD燒結體表現為各向同性,因此不易沿單一解理面裂開。

    PCD刀具材料的主要性能指標:

    PCD的硬度可達8000HV,為硬質合金的80120倍;

    PCD的導熱系數為700W/mK,為硬質合金的1.59倍,甚至高于PCBN和銅,因此PCD

    刀具熱量傳遞迅速;

    PCD的摩擦系數一般僅為0.10.3(硬質合金的摩擦系數為0.41),因此PCD刀具可顯著減小切削力;

    PCD的熱膨脹系數僅為0.9×10 -61.18×10 -6,僅相當于硬質合金的1/5,因此PCD刀具熱變形小,加工精度高;

    PCD刀具與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小,在加工過程中切屑不易粘結在刀尖上形成積屑瘤。


     

    PCBN人造立方氮化硼刀具

     

    PCBN刀具既立方氮化硼刀具,立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)2050年代首先由美國通用電氣(GE)公司利用人工方法在高溫高壓條件下合成的,其硬度僅次于金剛石而遠遠高于其它材料,因此它與金剛石統稱為超硬材料。

    CBN具有較高的硬度、化學惰性及高溫下的熱穩定性,因此作為磨料CBN砂輪廣泛用于磨削加工中。由于CBN具有優于其它刀具材料的特性,因此人們一開始就試圖將其應用于切削加工,但單晶CBN的顆粒較小,很難制成刀具,且CBN燒結性很差,難于制成較大的CBN燒結體,直到20世紀70年代,前蘇聯、中國、美國、英國等國家才相繼研制成功作為切削刀具的CBN燒結體——聚晶立方氮化硼PCBN(Polycrystalline Cubic Boron Nitride)。從此,PCBN以它優越的切削性能應用于切削加工的各個領域,尤其在高硬度材料、難加工材料的切削加工中更是獨樹一幟。經過30多年的開發應用,現在已出現了用以加工不同材料的PCBN刀具材質。

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