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硬質合金模具直接銑削

在模具制備工藝中,為提高模具的精確度,通常采用鍍附硬質合金端面銑削來進行直接銑削。伴隨著制造商們對模具硬質要求的提高,從而出現了聚晶金剛石(PCD)刀具、金剛石鍍附硬質合金刀具、單晶金剛石(SCD)刀具,都可以用于硬質材料直接銑削。

對于硬質合金模具直接銑削,傳統PCD刀具的硬度不足以滿足其要求,SCD的強度也不夠,PCD和金剛石鍍附工具的鋒利度也不夠。因此無粘結劑納米聚晶金剛石(BL-PCD)便應運而生。BL-PCD的硬度比PCD和SCD高、鋒利度要比PCD和金剛石鍍附都要好;適宜硬質合金模具直接銑削,特別是精加工。

超高溫高壓條件下,將納米石墨直接轉化為無粘結劑的納米金剛石,合成的BL-PCD牢固地結合在一起,金剛石顆粒直徑為10納米左右,傳統PCD含有粘結劑Co,硬度約40-60GPa;SCD的硬度約60-120GPa。

硬質合金模具高效銑削:工件材料為精細顆粒硬質合金A1,91.4HRA,WC顆粒尺寸為0.7μm。主軸速度為4000,切割深度ap=5μm,進給速度Vf=800mm/min,精磨總時間為38分鐘。結果顯示,工件獲得良好的表面整體質量,Ra低于15nm。

BL-PCD端面銑削加工表面粗糙度:工件材料為超精細顆粒硬質合金,HRA92.5,WC顆粒尺寸為0.5μm。BL-PCD端面銑削用于精細加工:金剛石鍍附端面銑削用于粗糙、半精細加工。在該實驗中,主軸速度N=4000,進給速率Vf=120mm/min,切割深度ap=0.003mm,精銑總時間為150分鐘。工件表面粗糙度在凹形中心處為8nm,45°處為7nm。切削刃損傷很輕微,側面磨損僅4μm,沒有出現碎屑和嚴重損傷。

實驗利用超高壓技術研制出BL-PCD(無粘結劑納米聚晶金剛石)工具,硬度和韌性都要比SCD的高,切削刃比傳統PCD工具高。BL-PCD球端面銑削可以應用在硬質合金模具直接銑削中,實現較好的表面粗糙度,小于10nm。

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