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PCD刀具研讨会聚焦技术新进展

发布时间：2013-08-08

聚晶金刚石（PCD）刀具通常用于极端条件下的切削加工，而采用新技术对于有效提高其加工性能至关重要。2011年10月中旬在美国召开的“PCD Days”研讨会探讨了PCD刀具技术的一些新进展，包括PCD刀具的直接烧结、制备更强韧的切削刃、制造能更有效散热的PCD刀具，以及更有效地测量PCD切削刃等。
这次为期3天的研讨会由Vollmer美国公司赞助，该公司生产用于加工和重磨PCD刀具的放电加工（EDM）机床和工具磨床，以及采用硬质合金刀尖和高速钢材质的带锯条。共有70余家北美PCD刀具制造商与会。在第二天的会议中，一些主要的PCD材料制造商介绍了一些最近的技术进展。
例如，Sii Mega金刚石公司的产品线和业务经理Matt Collier介绍了如何将PCD直接烧结到与刀体相连的刀头上，形成所需的刀具廓形。该方法无需将PCD复合片钎焊到刀头上，消除了钎焊接头在切削高温下软化失效的可能性。在一些条件严苛的加工中（如铣削碳纤维增强塑料航空零部件），与传统的钎焊式PCD刀具相比，该公司V-Tec工艺生产的PCD刀具可将切削速度提高1.5倍，进给率提高10倍以上。
元素六（Element Six）公司区域技术经理Stephen Kelly介绍了该公司新开发的PCD刀具牌号——WPC102。该牌号采用多层结构，增强了抗切屑冲击能力，大大提高了切削刃的强韧性，与普通的PCD牌号相比，其切削性能明显改善，放电加工时间可缩短40％。这种PCD新牌号由厚度为350μm的复合PCD基底层、厚度为20μm的PCD中间层和厚度为30μm的顶部金属层构成。据介绍，WPC102非常适合以切削刃崩刃为刀具主要失效模式的加工场合，包括加工碳纤维增强塑料，以及微观和宏观断续切削。
许多先进工件材料都是不良热导体，刀具加工时可能会受到切削高温的有害影响。金刚石创新公司（Diamond Innovations Inc.）应用开发专家Dwight Dyer论述了Compax 1200 PCD牌号的特性。他指出，其1.5μm的晶粒尺寸有效提高了散热能力，在切削难加工材料（如Ti6Al4V）的测试中改进了切削性能。
美国超硬材料公司（American Superabrasives Corp.）销售经理Mike Mustin论述了为刀具制造商提供了持续增长市场机会的PCBN材料。他指出，将PCBN刀具牌号正确应用于特定的加工主要取决于该牌号的CBN和结合剂含量、切削刃制备方式和机床刚性。另一个需要关注的问题是CBN颗粒的分布。正在开发的PCBN刀具牌号的结合剂与CBN颗粒含量比例更均衡，具有更高的强度和可靠性。
除了PCD制造商的介绍以外，密歇根州立大学教授Viktor Astakhov博士概述了决定PCD刀具能否成功应用于加工的多个相互关联的要素。他强调，采用一种系统的方法可将切削工艺的方方面面结合到一起。
在另一篇报告中，刀具检测仪器制造商Zoller公司产品经理Werner Lueken描述了为应对制造更环保、更节能产品的压力，对精密刀具测量日益增长的市场需求。Zoller公司提供各种检测PCD刀具和锯片的精密量仪，其直径测量精度可达1μm。
Vollmer公司PCD部门经理和会议组织者Scott Ries表示，该公司“不仅非常重视向客户提供加工机床解决方案的能力，而且也十分重视提供刀具材料和其他加工资源。我认为，本次研讨会的与会者证明，这是对我们的客户很有价值的做法。”
Vollmer公司在会上展示了用于PCD刀具成形、刃磨和重磨的EDM机床，包括QXD 200型旋转放电加工机床和QWD 760型线切割机床。此外，还介绍了用QXD机床刃磨PCD刀具切削刃的相关信息。

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