Đặc điểm mài vật liệu PCD

PCD được tạo ra bằng cách thiêu kết kim cương được xử lý đặc biệt và một lượng nhỏ chất kết dính dưới nhiệt độ cao và áp suất cao. Các hạt kim cương được sắp xếp không theo trật tự tạo cho PCD độ cứng và khả năng chống mài mòn đồng đều, cực kỳ cao. PCD có thể được sử dụng cho các công cụ cắt, mài đá mài, khoan địa chất, đầu dò công cụ đo, công cụ kéo dây, công cụ phun cát, v.v. Tuy nhiên, độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao của PCD cũng mang lại những khó khăn lớn cho quá trình gia công.

Các học giả trong và ngoài nước đã tiến hành nhiều nghiên cứu và thử nghiệm về những khó khăn trong quá trình gia công do độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao của vật liệu PCD, bao gồm gia công bằng tia lửa điện, gia công bằng siêu âm, gia công bằng điện hóa, gia công bằng laser, v.v. và đã đạt được một số kết quả nhất định. Tuy nhiên, phân tích toàn diện cho thấy các kỹ thuật gia công này hiện nay chủ yếu phù hợp để gia công thô vật liệu PCD. Để có được chất lượng lưỡi cắt PCD tốt, phương pháp gia công lý tưởng nhất vẫn là mài hoặc mài bằng bánh xe kim cương.

Quá trình mài PCD chủ yếu là kết quả của tác động hỗn hợp của các khía cạnh cơ học và nhiệt hóa học. Tác động cơ học là sự phá vỡ vi mô, mài mòn, bong tróc hoặc phân tách kim cương được hình thành do tác động liên tục của các hạt mài mòn bánh xe kim cương lên vật liệu PCD; tác động nhiệt hóa học là nhiệt độ cao được hình thành do bánh xe kim cương mài PCD để oxy hóa hoặc than hóa kim cương. Do tác động hỗn hợp của cả hai, vật liệu PCD đã được loại bỏ.

Đặc điểm của quá trình nghiền là:

(1) Lực nghiền lớn

Kim cương là chất cứng nhất trong số các khoáng chất đã biết và lượng ma sát mài mòn với các vật liệu kim loại và phi kim loại khác nhau chỉ bằng 1/50 - 1/800 của cacbua xi măng; Độ cứng PCD (HV) là 80 - 120KN / mm2, Chỉ đứng sau kim cương đơn tinh thể, cao hơn nhiều so với cacbua xi măng. Khi sử dụng đá mài kim cương để mài PCD, cường độ cắt ban đầu rất cao, cao hơn khoảng 10 lần so với cacbua xi măng (0,4MPa); độ mài cụ thể có thể đạt tới 1,2 × 104 - 1.4 × 105J / mm3; do đó, lực mài cao hơn nhiều Được sử dụng để mài cacbua xi măng.

(2) Tỷ lệ nghiền nhỏ

Do độ cứng và khả năng chống mài mòn cao của PCD (khả năng chống mài mòn tương đối gấp 16 đến 199 lần so với cacbua xi măng), tỷ lệ mài khi mài PCD chỉ là 0.005 đến 0,033, tức là khoảng 1/1000 so với cacbua xi măng. 1/100000; hiệu suất mài chỉ là 0.4 - 4.8mm3 / phút. Do đó, để đảm bảo chất lượng lưỡi cắt và lượng loại bỏ của dụng cụ cắt, thời gian mài dài và hiệu quả gia công thấp. Ngoài ra, khi độ cứng, hàm lượng và kích thước hạt của PCD khác nhau, thời gian mài cũng khá khác nhau.

(3) Độ chi tiết có ảnh hưởng lớn

Vật liệu PCD được sử dụng cho các công cụ cắt theo kích thước hạt. Chúng chủ yếu được chia thành ba loại: kích thước hạt thô (20-50 μm), kích thước hạt trung bình (khoảng 10 μm) và kích thước hạt mịn (~ 5 μm). Lực nghiền và tỷ lệ nghiền khác nhau từ vài lần đến hàng chục lần. Lần. PCD hạt thô có tỷ lệ nghiền cao nhất và nghiền cũng là khó nhất. Sau khi nghiền, lưỡi cắt là nghiêm trọng nhất và chất lượng là kém nhất, nhưng khả năng chống mài mòn là mạnh nhất; tỷ lệ nghiền PCD hạt mịn tương đối thấp nhất và việc nghiền dễ dàng hơn. Chất lượng lưỡi cắt sau khi nghiền