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黛杰航空航天最新难加工材料加工刀具

  黛杰公司继2002 年在全球推出第一个“比梦”系列整体烧结金刚石钻头之后,又陆续推出和扩展了“比梦”端铣刀、球头铣刀和镗刀等系列。作为加工上述超难材料的最佳刀具材料供应商,公司在刀具的几何构造、运用领域及其使用寿命方面取得了突破性的进展。

  随着航空器的起飞重量和续航距离要求的不断提高,对结构材料的高强度、低比重化的要求不断加强,CFRP( 碳纤维强化塑料) 、KFRP ( 纤铁维强化塑料)、MMC(金属基复合材料) 的运用日益广泛。对于航空航天飞行器而言, 超耐磨、耐高温是其结构材料的最基本要求, 而碳材陶瓷材料可以很好地满足要求。但上述这些新材料的切削加工一直以来是困扰制造现场的一大难题。黛杰公司继2002年在全球推出第一个“ 比梦” 系列整体烧结金刚石钻头之后, 又陆续推出和扩展了“ 比梦” 端铣刀、球头铣刀和镗刀等系列。作为加工上述超难材料的最佳刀具材料供应商, 公司在刀具的几何构造、运用领域及其使用寿命方面取得了突破性的进展。以下结合部分加工实例进行介绍。

  整体烧结金刚石刀具“比梦”系列的性能及其制造方法
  金刚石是自然界存在的物质中硬度最高的。天然金刚石一般在非金属和非金属的加工中显示出极优的性能。但因其资源稀少而昂贵, 加之单结晶性能的异向性, 它作为切削工具很难得到普及。针对这些缺点,用人造金刚石颗粒通过添加Co、硬质合金、Ni -Cr 、S i - S iC以及陶瓷结合剂在高温( 1 2 0 0 ℃ 以上) 高压( 3 . 5 ~ 5GPa ) 下烧结成形的PCD工具, 使其得到广泛的使用。金刚石刀具与铁系金属有极强的亲和力, 在切削中其碳元素极易发生扩散而导致刀具磨损。但它与其他材料的亲和力很低, 切削中不易产生粘刀现象, 切削刃口可以磨得非常锋利。所以在铁系金属以外的切削中, 能得到高精度、高光亮的加工面, 特别是PCD刀具消除了金刚石的性能异向性, 使其在高精加工领域中得以广泛普及。然而,传统的加工工艺只能生产平板PCD基材, 在制作刀具时, 将PCD平板基材用线切割切成小片之后, 依靠焊接将烧结金刚石( P C D ) 放置于刃口部位。而“ 比梦” 系列作为当今世界上最先进的刀具, 在其制造工艺有非常独到和新奇之处。用“ 比梦” 钻进行加工, 由于金刚石与基体硬质合金的结合强度极高, 因此不存在脱焊的问题; 可制作小直径刀具; 刃口锋利,螺旋角3 0 ° ; 重磨后, 刃口几何形状不会发生改变, 加工性能理论上不会发生变化。而传统的焊接型PCD产品由于通过焊接, 因此金刚石结合强度低, 有可能出现脱焊现象; 无法制作小直径刀具; 端刃焊缝上粘附材料( 焊接) ; 中心刃部磨损快( 中心部无法做成PCD);金刚石刃口较钝,无法形成螺旋形。
  “比梦”钻特点及加工实例
  (1) 与传统的金刚石钻头相比,因为整体烧结成形, 所以可进行理想的高速加工;
  (2) 刃部强度极高,不会产生金刚石脱落现象;
  (3) 加工面精度高,粗糙度佳;
  (4) 切屑排出极其顺畅;
  (5)金刚石刃部呈螺旋状,故重磨后刃部几何形状无变化, 刀具寿命、切削性能理论上与新品相同。“ 比梦” 钻可用于加工铝合金、镁合金、MMC( 金属基复合材料)、金属分子复合材料、CFRP( 碳纤维强化树脂)、石墨、碳材、粉末冶金成形材、铂、单晶硅、石英等材料, 并可进行烧结陶瓷, 陶瓷的压粉体, 硬质合金的压粉体,半烧结体等的孔加工

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