一种ＣＶＤ金刚石与ＰＣＤ金刚石复合刀具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种ＣＶＤ金刚石与ＰＣＤ金刚石复合刀具。一种ＣＶＤ金刚石与ＰＣＤ金刚石复合刀具，聚晶金刚石ＰＣＤ片的表面有ＣＶＤ金刚石膜层为复合式化学气相淀积与聚晶金刚石ＣＶＤ－ＰＣＤ复合片，复合式化学气相淀积与聚晶金刚石ＣＶＤ－ＰＣＤ复合片焊接在硬质合金基体上组成ＣＶＤ金刚石与ＰＣＤ金刚石复合刀具；ＣＶＤ金刚石膜层的厚度为０．０１－０．３毫米；ＣＶＤ金刚石膜层为刃口。本实用新型专利技术产品适用于原有的ＣＶＤ金刚石膜产品以及ＰＣＤ产品的应用领域；加工性能好、耐磨性高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种CVD金刚石与P⑶金刚石复合刀具，属于超硬材料

技术介绍
金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程 中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制 出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金 刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成 技术合成了聚晶金刚石PCD，解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具 的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。而化学气相淀积CVD金刚石厚 膜刀具因不含任何金属结合剂或添加剂，其坯料结构是多晶纯钻石结构，其碳原子堆积方 式为原子级致密堆积，热导率高，因此具有更高的耐磨性、锋利度和稳定性，特别适合加工 高硅铝合金、复合材料、碳纤维、陶瓷和有色金属材料，具有极高的使用寿命和极高的加工 精度，在高速、干式切削方面优势突出。利用CVD金刚石刀具加工有色金属及其合金零件， 其切削速度可比硬质合金高一个数量级，刀具寿命比硬质合金高上百倍，可以加工P⑶刀 具不能加工的材料。国内外目前所用金刚石刀具多为P⑶刀具。因成本原因，CVD金刚石刀具用量很 少，而且都是纯CVD金刚石厚膜刀具或硬质合金表面CVD金刚石涂层刀具。目前全球CVD金刚石刀具年市场约20亿美元，每年增速超过20%。CVD刀具在性能上虽优于PCD刀具，但价格要高出数倍，市场难以接受。本专 利产品结合了两者的优点，利用专有技术(热丝法大面积沉积金刚石膜，沉积面积可达 200 X 200平方毫米)，在经过特殊处理的P⑶抛光面上生长一层金刚石膜，达到以低成本制 造CVD刀具的目的，以做到真正替代P⑶刀具。本技术克服了 CVD金刚石刀具制造成本过高的缺点，使CVD金刚石刀具可以 早日得到快速普及，走在了世界的前列。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种CVD金刚石与P⑶金刚石复合刀具。在选择并加工好的P⑶片上(可用国产P⑶片)生长一层0.01-0. 3毫米厚度的 CVD金刚石膜，形成一种复合式的CVD-PCD材料，简称其为CPD复合片或为复合式化学气相 淀积与聚晶金刚石CVD-P⑶复合片。对CPD的CVD金刚石膜表面抛光，将CPD复合片切割 成需要的形状及尺寸，将其PCD面焊接在硬质合金基体上，经过刃磨即做成刀具。一种CVD金刚石与P⑶金刚石复合刀具，聚晶金刚石P⑶片的表面有CVD金刚石 膜层为复合式化学气相淀积与聚晶金刚石CVD-PCD复合片，复合式化学气相淀积与聚晶金 刚石CVD-P⑶复合片焊接在硬质合金基体上组成CVD金刚石与P⑶金刚石复合刀具。 CVD金刚石膜层的厚度为0. 01-0. 3毫米。CVD金刚石膜层为刃口。 P⑶材料一般选择两类一类是以钴作为结合剂的P⑶。这类P⑶材料中的金刚石粒度为0. 1-100微米，相 邻颗粒间以C-C键结合在一起，颗粒的间隙中残存有少量的钴。因为700°C以上高温下钴会 使金刚石变成石墨，而CVD金刚石的生长温度一般会高于700°C，因此用于生长CVD金刚石 前，必须将PCD中的钴全部去除。去钴的方法一般为酸腐蚀。酸液一般选用由硝酸和盐酸 配制成的王水，也可选用纯的硝酸、盐酸等。辅以加热、超声波等手段，可加快处理速度。这 种PCD的优点是容易获得大面积的PCD薄片，缺点是成本高、处理时间长。另一类是采用硅、钛等为主要结合剂的P⑶。P⑶中的金刚石粒度一般为0. 5-100 微米，相邻颗粒间以C-Si-C结合或由硅、钛等粘合。这种PCD的优点是成本低、不需过多的 辅助加工及处理，缺点是面积小、厚度较大，需要减薄及平整化处理。CVD金刚石膜的表面抛光采用专有抛光技术，焊接采用已经成熟的真空焊接技术， 刃磨则采用专有刃磨技术。本技术产品适用于原有的CVD金刚石膜产品以及P⑶产品的应用领域；加工 性能好、耐磨性高。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新 型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本技术的进一 步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本实用 新型，并不构成对本技术的不当限定，其中图1是整体式CPD刀具示意图。图2是整体式CPD刀具示意图。图3是焊接在硬质合金基体上的CPD刀具示意图。图4是CPD与硬质合金的复合片焊接在钢刀体上的刀具示意图。具体实施方式参照图1至图4对本技术的实施例进行说明。图1是圆型整体式CPD刀具示意图。一种CVD金刚石与P⑶金刚石复合刀具，聚晶 金刚石P⑶片2的表面有CVD金刚石膜层1为复合式化学气相淀积与聚晶金刚石CVD-P⑶ 复合片或为CPD复合片，复合式化学气相淀积与聚晶金刚石CVD-PCD复合片焊接在硬质合 金基体上组成整体式CPD刀具。将CPD复合片经切割、抛光、刃磨后，直接制造成刀片。这种刀片为国际通用标准， 被装夹在刀杆上用于切削。图2是方型整体式CPD刀具示意图。将CPD复合片经切割、抛光、刃磨后，直接制 造成刀片。这种刀片为国际通用标准，被装夹在刀杆上用于切削。图3是焊接在硬质合金基体上的CPD刀具示意图。对CPD的CVD金刚石膜表面抛 光，将CPD复合片切割成需要的形状及尺寸，在标准型号规格的硬质合金刀片5的一端切除 豁口，将CPD复合片焊接在豁口内，或将CPD复合片的聚晶金刚石PCD片2焊接在硬质合金片4上制造成复合片，再将该复合片的硬质合金片4的端面焊接在切除豁口的硬质合金刀 片5上。然后进行刃磨，做成机夹式数控刀片。这种刀片为国际统用标准，形状有三角形、 菱形、方形等很多种，尺寸大小各异，有数千种标准规格。刀片被装夹在刀体上用于切削。图4是CPD与硬质合金的复合片焊接在钢刀体上的刀具示意图。将CPD复合片的 聚晶金刚石P⑶片2的端面焊接在硬质合金片4上制造成复合片，再将该复合片的硬质合 金片4的端面焊接在钢刀体6上，经刃磨后制造成刀具。这种刀具一般被直接装在机床上 用于切削。CVD金刚石层作为刃口用于切削，P⑶材料用于对CVD金刚石层的刚性支撑。一种CVD金刚石与P⑶金刚石复合刀具，聚晶金刚石P⑶片2的表面有CVD金刚 石膜层1为复合式化学气相淀积与聚晶金刚石CVD-PCD复合片，复合式化学气相淀积与聚 晶金刚石CVD-PCD复合片焊接在硬质合金基体上组成CVD金刚石与PCD金刚石复合刀具。CVD金刚石膜层1的厚度为0. 01-0. 3毫米；聚晶金刚石P⑶片2的表面涂覆一层 CVD金刚石薄膜。 切削刃口 3位于CVD金刚石膜层1。复合式化学气相淀积与聚晶金刚石CVD-PCD复合片为机卡刀片，或焊接在硬质合 金基体上组成刀具。焊接在硬质合金基体后再焊接在硬质合金或钢的刀体上组成刀具。显然，本领域技术人员基于本技术的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用 新型的保护范围。如上所述，对本技术的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离 本技术的专利技术点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见 的。因此，这样的变形例也全部包含在本技术的保护范围之内。权利要求一种CVD金刚石与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＶＤ金刚石与ＰＣＤ金刚石复合刀具，其特征在于：聚晶金刚石ＰＣＤ片的表面有ＣＶＤ金刚石膜层为复合式化学气相淀积与聚晶金刚石ＣＶＤ－ＰＣＤ复合片，复合式化学气相淀积与聚晶金刚石ＣＶＤ－ＰＣＤ复合片焊接在硬质合金基体上组成ＣＶＤ金刚石与ＰＣＤ金刚石复合刀具。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继锋，
申请(专利权)人：北京希波尔科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]