超硬刀具材料调研报告摘要

超硬刀具材料调研报告摘要

问:什么是超硬刀具?
  1. 答:目前的超硬刀具只要指主要指PCD刀具,MCD刀具,CBN刀具,陶瓷刀具 ,ND刀具(ND是指天然钻石),而MCD是人造钻石,硬度稍微低一点点。
    超硬刀具的硬度比较高,硬度高于硬质合金刀具,因此这些硬度仅次于天然金刚石刀具,硬度高,让拍价格低很受厂家的欢迎。
    另外超硬刀具一般要实现高速加工或者说高线速度的加工,所以刀具本身的几何精度和尺寸精度要求比传统刀具高。
    而且超硬刀具拥有极高的硬度和耐磨性,良好的导热性和低热膨胀系数,摩擦系数小,可降低加工表面粗糙度,庆颤精坦差羡度高,寿命长,可以提高加工效率,降低加工成本,谁不爱呢。
  2. 答:超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和CBN(立方氮化硼)。由于天然金刚石价格比较昂贵,所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它们的复合材料。 早在50年代,美国就利用人造金刚石微粉和人造CBN微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具材料。之后,南非戴比尔(DeBeers)公司、前苏联和日本也相继研制成功。70年拆薯代初又推出了金刚石或CBN和硬质合金的复合片,它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层0.5mm~1mm的PCD或PCBN而成,从而解决了超硬刀具材料抗弯强度低、镶焊困难等问题,使超硬刀具的应用进入实用阶段。目前,又出现了人工合成大单晶金刚石,以及用CVD(化学气相沉积首卖)法制出的金刚石薄膜涂层和金刚石厚膜等功能性材者御逗料,大大拓宽了超硬刀具材料的应用领域。 我国超硬刀具材料的研究与应用开始于70年代,并于1970年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂——第六砂轮厂,从1970~1990年整整20年中,超硬材料年产量仅从46万克拉增至3500万克拉。90年代前后不少超硬材料生产专业厂从国外引进了成套的超硬材料合成设备及技术,产量得到迅速发展,至1997年我国人造金刚石年产量就已达到5亿克拉左右,CBN年产量达800万克拉,跃居世界上超硬材料生产大国之首。
    希望采纳
问:常用超硬刀具材料有哪些?特点
  1. 答:超硬刀具材料是指与天然金刚石的硬度、性能相近的人造金刚石和CBN(立裂凳方氮化硼)。由于天然金刚石价格比较昂贵,所以生产上大多采用人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN),以及它们的复合材料。
    性能特点:
    金刚石具有极高的硬度和耐磨性,其显微硬度可达10000HV,是刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小,与非铁金属无亲和力,切屑易流出,热导率高,切削时不易产生积屑瘤,加工表面质量好。能有效地加工非铁金属材料和非金属材料,如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材(尤其是实心木和胶合板等复合材料)。
    金刚石的缺点是韧性差,热稳定性低。700℃~800℃时容易碳化,故不适于加工钢铁材料。因为在高温下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构。此外,用它切削镍基合金时,同样也会迅速磨损。
    CBN的硬度仅次于金刚石(可达8000HV~9000HV),并且热稳定性高(达1250℃肆烂~裂源漏1350℃),对铁族元素化学惰性大,抗粘结能力强,而且用金刚石砂轮即可磨削开刃,故适于加工各种淬硬钢、热喷涂材料、冷硬铸铁和35HRC以上的钴基和镍基等难切削材料。
问:超硬材料的研究背景
  1. 答:2013年1月17日《自然》杂志发表燕山大学多晶超硬材料合成技术突破性成果,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室田永君教授领导的研究组在国家自然科学基金创新研究群体、重点项目、面上项目以及科技部973项目的持续资助下,与国内外科学家合作,在多晶超硬材料合成技术和超硬材料硬化机理研究方面取得突破性进展。利用高温高压技术成功地合成出超高硬度的纳米孪晶结构立方氮化硼块材,提出了材料硬化新机制。其研究成果发表在2013年1月17日最新一期的Nature杂志上。优异的综合性能表明纳卖凯卖米孪晶结构立方氮化硼是一种工业界期盼已久的刀具材料。这一研究成果向人们展现了合成高性能超硬材料的新途径——— 获得超细纳米孪晶结构。
    中国材料科学家燕山大学田永中逗君教授领导的研究团队与吉林大学马琰铭教授和美国芝加哥大学王雁宾教授合作,继2013年合成出极硬纳米孪晶立方氮化硼之后再次取得突破,在高温高压下成功地合成出硬度两倍于天然金刚孙掘石的纳米孪晶结构金刚石块材。研究成果发表在2014年6月12日的Nature杂志上 。
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