多結(jié)晶ダイヤモンドの紹介

多結(jié)晶ダイヤモンド（PCD）は、ダイヤモンド微粉末を金屬結(jié)合剤（Co、Niなど）を介して重合させて作られる多結(jié)晶材料です。多結(jié)晶ダイヤモンドは特殊な粉末冶金製品であり、その製造方法には従來(lái)の粉末冶金の手法や手段が一部取り入れられています。人造単結(jié)晶ダイヤモンドは1950年代以降徐々に開発され、黒鉛を原料として觸媒を添加し、高溫?超高圧で合成されます。

焼結(jié)プロセス中に、添加剤の添加により、Co、Mo、W、WC、Niを主成分とするPCD結(jié)晶間に結(jié)合架橋が形成され、結(jié)合によって形成された強(qiáng)固な骨格にダイヤモンドが強(qiáng)固に埋め込まれます。橋。メタルバインダーの役割はダイヤモンドをしっかりと保持し、ダイヤモンドの切削効率を最大限に発揮することです。さらに、粒子が全方向に自由に分布しているため、亀裂が粒子から粒子へと伝わりにくくなり、PCD の強(qiáng)度と靱性が大幅に向上します。

多結(jié)晶ダイヤモンドの特徴

1、超高硬度と耐摩耗性：天然の比類のない材料硬度10,000 HV、耐摩耗性は超硬インサートのほぼ100倍です。

2、異方性単結(jié)晶ダイヤモンド結(jié)晶は、結(jié)晶面と結(jié)晶方向の硬度、耐摩耗性、微視的強(qiáng)度、研削と加工の難易度、被削材間の摩擦係數(shù)などが大きく異なるため、単結(jié)晶の設(shè)計(jì)と製造は異なります。ダイヤモンドツールは結(jié)晶方向を正しく選択する必要があり、ダイヤモンド原材料は結(jié)晶方向が同じである必要があります。ダイヤモンド工具の表側(cè)と裏側(cè)の工具面の選択は、単結(jié)晶ダイヤモンド工具を設(shè)計(jì)する際の重要な問(wèn)題です。

3、低い摩擦係數(shù)：PCDインサートは一部の非鉄材料の加工時(shí)に他のインサートより摩擦係數(shù)が低く、炭化物の約半分は通常約0.2です。

4、PCD の刃先は非常に鋭利な刃先の鈍円半徑は一般に 0.1-0.5um までです。天然単結(jié)晶ダイヤモンド工具は 0.002 ～ 0.005um の範(fàn)囲にあります。したがって、天然ダイヤモンド工具は極薄切削や超精密加工が可能です。

5、低い熱膨張係數(shù)：ダイヤモンドの熱膨張係數(shù)は超硬合金の熱膨張係數(shù)より小さく、高速度鋼の約1/10です。したがって、ダイヤモンド工具は大きな熱変形を生じません。つまり、切削熱による工具サイズの変化が非常に小さいため、これは高い寸法精度が要求される精密加工や超精密加工にとって特に重要です。

PCD ダイヤモンド工具

PCDダイヤモンド工具によるアルミニウムワークの加工は、工具壽命が長(zhǎng)く、切りくず除去率が高いというメリットがありますが、工具が高価で加工コストが高いというデメリットがあります。この點(diǎn)は機(jī)械製造業(yè)界のコンセンサスとなっています。しかし、PCD ツールの開発と応用は近年、多くの変化を遂げてきました。 PCD 工具のもう 1 つの変化は、市場(chǎng)の競(jìng)爭(zhēng)圧力と工具製造プロセスの改善による加工コストの継続的な削減です。市場(chǎng)の競(jìng)爭(zhēng)圧力と工具製造プロセスの改善の複合効果により、PCD 工具の価格は 50% 以上大幅に低下しました。 。これらの傾向により、アルミニウム材料の機(jī)械加工における PCD 工具の使用が増加していますが、工具の適用性は、機(jī)械加工されるさまざまな材料によって決まります。

多結(jié)晶ダイヤモンド工具の使い方

非シリコンおよび低シリコンアルミニウム合金材料を加工するには、微粒子 (または中粒子) PCD グレードの使用をお?jiǎng)幛幛筏蓼?。粗粒PCDグレードは、高シリコンアルミニウム合金材料の加工に使用されます。フライス加工によるワークの表面粗さが要求に満たない場(chǎng)合、より粒度の小さいトリマインサートを使用してワークの表面をトリミングすることで、良好な表面粗さが得られます。

満足のいく加工結(jié)果を得るには、ダイヤモンドインサートを正しく適用することが前提條件です。ツールの故障の具體的な原因はさまざまですが、通常は、オブジェクトまたは使用方法の不適切な使用が原因です。 PCD インサートを注文する場(chǎng)合、ユーザーは工具の適応範(fàn)囲を正しく把握する必要があります。たとえば、PCD インサートを使用して鉄金屬ワークピース (ステンレス鋼など) を加工する場(chǎng)合、ダイヤモンドは鋼中の炭素と非常に化學(xué)反応しやすいため、PCD インサートの急速な摩耗につながるため、加工には正しい選択が必要です。焼入れ鋼には PCBN インサートを使用してください。

一般的に、切削抵抗を低減し、切りくず腫瘍の発生を防ぐために、PCD インサートはプラスの切れ角を使用する必要があります。しかし、高シリコンアルミニウム合金の加工（特に加工に超硬工具の代わりにダイヤモンドインサートを使用する場(chǎng)合）では、PCD インサートのバックアングルは、使用される元の超硬ツールのバックアングル（250 など）よりもわずかに小さくするのが最適です。高シリコンアルミニウム合金の切削性能を向上させるために、PCDインサートの切れ刃を向上させます。 PCD インサートのポジティブフロントアングルも大きすぎません。工具フロントアングルが大きいほど切れ刃強(qiáng)度は低くなります。つまり、PCD インサートの後角が小さいほど切れ刃強(qiáng)度は高くなります。工具のポジティブな切れ角を確保することを前提に、刃先強(qiáng)度を最大限に高めるため、前角がマイナスのCNMXチップをPCD工具の先端に溶接し、ポジティブな切れ角を形成することで、インサートのマイナスの前面角度により、工具の通常の切削に影響を與えることなく高い刃先強(qiáng)度が得られます。 PCDインサートの刃先処理の際、ダイヤモンドチップをあまり加工する必要はありません。 PCDフライスでは刃先を軽く研ぐことができ、また刃先に軸方向の傾斜を持たせることによりP(guān)CD工具の切削性能を向上させることができます。