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高压整体烧结PCD钻头的制备与应用 [转贴 2010-03-20 15:07:35]   

通过进一步的加工试验, Precorp 公司的 DiaEdg 整体烧结 最早被设计用于电子工业和航空制造业。该技术的应用领域逐渐扩大。目前,该钻头可用于加工绿色硬质合金、铝基复合材料、增强型复合陶瓷、各种牌号的铝材等,加工对象包括汽车发动机壳体、传动箱体、新型喷气战斗机的翼梁等。战斗机翼梁采用韧性极好的复合树脂资料制成,钻孔加工量很大,如 F-22 喷气战机机翼的每一个表面需钻削 3500 个孔,每副机翼的上下外表共需钻削 14000 个孔。过去采用硬质合金钻头加工 20m 翼梁需耗时 16 小时,现在采用整体烧结 PCD 钻头加工则只需 4.5 小时。降低每孔加工成本和加工时间是影响加工总成本的主要因素,也是使用整体烧结 PCD 钻头的优势所在目前,美国航空业已计划将整体烧结 PCD 钻头应用于 B-2 A-6 777 等机型的生产加工。

但这种钻头多年来一直未能在人们心目中建立起较高的可信度。 由美国犹他州的 PrecorpInc. 公司开发并拥有技术专利、商标名称为 DiaEdg 高压整体烧结 PCD 钻头( PCD-veineddril 从 20 世纪 80 年代后期开始应用于金属切削加工。

这种沿钻头刃槽长度方向开槽并将聚晶金刚石( PCD 粉在槽中通过高温高压烧结成型获得的整体烧结 VCD 钻头又重新受到人们重视,如今。应用范围也得到广泛拓展。高压整体烧结 PCD 钻头最初只是零星应用于航空零件和电子器件的加工,如今它已成为航空、电子、汽车、医疗器械等行业切削加工难加工材料的惯例刀具,且应用范围还在不时扩大。

制备切削刀具的理想资料。 Precorp 公司制造 DiaEdg 聚晶金刚石钻头的主要工艺方法为: ① 制备整体硬质合金钻尖毛坯; ② 在钻坯上开出窄槽; ③将 PCD 金刚石粉与粘结剂混合后注入槽中; ④ 将钻坯置于专用烧结压机中,金刚石具有{zg}的硬度和最小的摩擦系数。 1480 ℃ 、 61320kg/cm2 高温高压下烧结压制成型; ⑤得到嵌有 PCD 刃带的钻尖毛坯; ⑥将钻尖毛坯焊接到整体硬质合金钻杆毛坯上; ⑦磨制出需要的钻头几何刃形。采用该工艺可制备出具有复杂钻尖形状的整体烧结 PCD 钻头,钻头直径可小至φ 0.4mm 这种钻头非常适合用于高速、高效钻削加工。

该距离应使焊接接头在加工时不会受到切削区发热的影响,钻尖与钻杆焊接接头距切削刃的长度取决于钻头直径的大小。以保证接头与刀体的整体性。由于焊接接头与刀体的整体性是金刚石刀具的单薄环节,因此有必要认真研究高压整体烧结 PCD 钻头不同于常规焊接式 PCD 钻头的使用特点。

利用线切割将在硬质合金基片上沉积的 PCD 薄膜切割成形,惯例 PCD 钻头的制备方法通常是钻尖部位加工一个凹槽。然后将其焊接在钻尖凹槽中。 20 世纪 80 年代后期,世界上只有少数厂家(包括 Precorp 公司)能成功制备 PCD 钻头。 90 年代初期,焊接式 PCD 钻头被用于钻削加工汽车发动机活塞上的定位器孔,该活塞为过共晶铝合金铸件(硅含量 12 %以上)必需使用 PCD 钻头加工才干达到要求的刀具寿命,钻头刃磨一次通常可加工 3500 副孔(实际上可能达到加工 10000 副孔)但是焊接式 PCD 钻头的加工时间较长,每件加工成本较高。此外,钻头切削刃在高温作用下经常发生焊接失效现象,从而导致整个钻头破损。使用整体烧结 PCD 钻头则可较好解决上述问题。

恒昌钻头:

 

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