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什么是超硬刀具

什么是超硬刀具

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  • 发布时间:2021-08-27 09:57
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【概要描述】超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生,20世纪的后40年中有了较大的发展。超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同,立方氮化硼是非金属的硼化物,晶体结构为面心立方体;而金刚石由碳元素转化而成,其晶体结构与立方氮化硼相似。它们的硬度大大高于其他物质。

什么是超硬刀具

【概要描述】超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生,20世纪的后40年中有了较大的发展。超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同,立方氮化硼是非金属的硼化物,晶体结构为面心立方体;而金刚石由碳元素转化而成,其晶体结构与立方氮化硼相似。它们的硬度大大高于其他物质。

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  超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生,20世纪的后40年中有了较大的发展。超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同,立方氮化硼是非金属的硼化物,晶体结构为面心立方体;而金刚石由碳元素转化而成,其晶体结构与立方氮化硼相似。它们的硬度大大高于其他物质。

  现代刀具材料高速钢、硬质合金、陶瓷的主要硬质成分是碳化物、氮化物、氧化物。例如,高速钢是加入了合金成份(W、Mo等)的碳化铁;硬质合金主要是碳化物、氮化物和碳氮化物:陶瓷则是氧化物和氮化物。这些化合物的硬度最高达3000HV,加上粘结物质其总体硬度在2000HV以下。对于现代工程材料的加工,在某些情况下,上述刀具材料的硬度已不敷使用,于是超硬刀具材料便应运而生。 在几千年前,人类就已经发现和使用天然金刚石;而人造金刚石的制造和应用则是上一个世纪中的事。氮化硼都是人造的。在20世纪后期,人造金刚石和立方氮化硼两种超硬材料得到了飞跃的发展。

  人造金刚石以往多在高温、高压(热压法)条件下形成,称为PCD,后来又出现了其他制造方法。PCD人造金刚石的研究始于1940年,1954年美国正式宣告此种金刚石研制成功,1957年开始工业生产。瑞典于1953年宣告成功,1962年开始工业生产。到1969年,人造金刚石产量为4000万克拉(carat);当时天然金刚石年产量为4400万克拉。1963年中国宣告PCD制造成功。1996年,中国人造金刚石产量达2.4亿克拉,出口6~8.5千万克拉。90年代末,中国年产量达5亿克拉。最大的外国公司年产人造金刚石近年也达1亿克拉以上。

  1957年,美国GE公司压出CBN(立方氮化硼)单晶粉,70年代初,制成聚晶的PCBN刀具。1972年,苏联亦制成PCBN刀具。1966年,中国研制成功单晶CBN。稍后,制成PCBN。

  近年,又以化学气相沉积(CVD)法制成人造金刚石。

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