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超硬材料機械刀具的種類與性能分析

CVD 金剛石中不含任何金屬催化劑，其熱穩(wěn)定性和硬度在很大程度上近似于天然金剛石。CVD 金剛石具有很強的抗磨損性和極高的硬度，是目前世界上公認的硬刀具材料。除此之外，CVD 金剛石還具有摩擦系數小、熱導率高、切割效果好等諸多優(yōu)點， 在進行金屬和非金屬材料切割方面都具有很好的效果。但是CVD 金剛石的熱穩(wěn)定性較差，而且硬度有余，韌性不足，在長期切割產生高溫的情況下容易出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，不能用于硬質合金、鋼鐵合金等材料的加工。

   聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具，按照其構成成分的不同，可以分為聚晶立方氮化硼復合片、整體聚晶立方氮化硼刀具以及電鍍立方氮化硼刀具三種類型。其中，聚晶立方氮化硼是目前應用較為廣泛的一種超硬刀具材料，具有極高的耐磨性和熱穩(wěn)定性，適用于目前多數機械加工操作，而且其材料來源較為廣泛，制造成本相對于金剛石要低，因此成為了機械加工刀具材料的主流選擇。人造聚晶金剛石是在高溫高壓狀態(tài)下，加入金屬凝結劑將金剛石單晶體材料結合形成的一種材料。在硬度方面，處于CVD 金剛石和天然金剛石之間，但是其韌性要高于兩

者，同時還具有較好的兼容性和可焊性。目前人造聚晶金剛石多用于精密小型部件的加工切割。

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視頻作者：馬鞍山市金菲硬質合金刀具有限公司

模切刀高矮峰與刀紋的選擇

選擇的模切刀時應注意根據所模切材料的厚薄而選擇高峰刀及矮峰刀，高峰刀既可以切薄紙又可以切厚紙，既可以用在單張的自動模切機上，又可以用在同時模切二、三張紙的手搖模切機上，使用范圍很廣。

    但如果用戶的產品單一，而且都是薄卡紙，如煙包生產廠，長期模切低于400克厚度的煙盒，那么這里建議選用矮峰刀，因這些廠通常用自動模切機，單張紙模切，速度快，數量大，矮峰刀可滿足。對于更長版更耐用的要求，因為矮峰刀的刀峰的剛度比高峰更高，所以承受壓力更穩(wěn)定，耐用性更持久。

     另外選擇的模切刀時應留意刀峰是橫紋處理或是直紋處理，橫紋處理的刀對于模切紙張效果更佳，更耐用，而穩(wěn)定性及精度更高，受彎后亦不易開裂，而直紋處理的刀表面好像很鋒利，模切時切在鋼板面上，時間不長便很易鈍口，同時受彎后也易于開裂，所以除了模切膠片產品時，選用直紋刀較為順暢；模切紙質產品選用橫紋處理的模切刀。另一方面，如果只有很硬的刀，則很難處理圖案復雜的木模成型。或者有時用戶勉強使用同一款刀于不同要求的模切生產上時不能達至好的效果，所以多品種選擇是品牌的特色。

機械刀具材料的選擇

切削常用的刀具材料主要有高速鋼、硬質合金、立方氮化硼(CBN)、陶瓷等。重型切削深度一般可達30～50mm，余量不均，工件表面有硬化層，粗加工階段的刀具磨損以磨粒磨損形式為主：切削速度一般為15～20m/min，盡管速度值處于積屑瘤發(fā)生區(qū)，但切削的高溫足使切屑與前刀面的接觸點處于液態(tài)，減小了摩擦力，抑制了積屑瘤生成。刀具材料的選擇要耐磨損、抗沖擊。陶瓷類刀具硬度高，但抗彎強度低，沖擊韌性差，不適于余量不均的重型車削，CBN存在同樣的問題。硬質合金卻有較低的摩擦系數，可降低切削時的切削力及切削溫度，大大提高刀具耐用度，適于高硬度材料和重載車削粗加工。硬質合金分為鎢鈷類 (YG)、鎢鈷鈦類(YT) 和碳化鎢類(YW)。加工鋼料時，YG類硬質合金的強度和韌性好，但高溫硬度和高溫韌性較差：重型車削時工件塑性變形大，摩擦劇烈，切削溫度高，因此在重型車削中很少用YG類硬質合金。YT類硬質合金有高硬度和耐磨性、高耐熱性、抗粘結擴散能力和防氧化能力，是重型車削常用的刀具材料，適于加工鋼料。然而在低速車削時，切削過程不平穩(wěn)會造成YT類合金的韌性差，產生崩刃，尤其是加工一些高強度合金材料時，YT類硬質合金耐用度下降快，無法滿足使用要求。在這種情況下應選用YW類刀具或細晶粒、超細晶粒合金刀具(如643等)。細晶粒合金的耐磨性好，更適用于加工冷硬鑄鐵類產品，效率較YW類刀具可提高1倍以上。

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