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金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能*

2021-11-06陈守峰王成勇郑李娟周玉海余新伟李文红

金刚石与磨料磨具工程 2021年5期

陈守峰,王成勇,郑李娟,周玉海,2,余新伟,李文红

(1.广东工业大学 机电工程学院,广州 510000)(2.广州铁路职业技术学院 机电工程学院,广州 510430)(3.深圳市石金科技股份有限公司,广东 深圳 518101)

各向同性等静压石墨具有高强度、高硬度、耐腐蚀、强导电能力等优异的机械物理性能,被广泛应用于太阳能直拉单晶石墨热场、模具EDM电火花放电、3C消费电子以及半导体等领域[1-2]。但是,等静压石墨材料的高硬度、低断裂韧性和较高的磨蚀性等特性导致其机械加工过程中存在刀具磨损严重的问题,进而影响其加工质量。因此,需要使用高性能、高强度、高硬度、耐磨损的切削刀具。

早期,石墨加工所用的切削刀具主要为硬质合金刀具和TiAlN涂层刀具。文献[3]指出:在石墨电极高速铣削加工中,硬质合金微铣刀的主要磨损形式是前刀面磨损、后刀面磨损和崩刃。文献[4]指出:降低硬质合金刀具的Co含量和晶粒尺寸能够延长刀具寿命。文献[5]指出:在初始磨损阶段,TiAlN涂层刀具主要是涂层脱落和微崩刃;稳定磨损阶段主要是后刀面磨损;急剧磨损阶段主要是刀具的严重崩刃和涂层脱落;磨粒磨损是刀具磨损的主要形式。文献[6]指出:合理选择微铣刀几何参数可有效降低刀具的切削力和后刀面磨损。

金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点,被认为是石墨加工的最佳刀具。文献[7]指出:在使用寿命方面,金刚石涂层刀具>TiAN涂层刀具>硬质合金刀具。文献[8]指出:金刚石涂层刀具寿命是TiAlN涂层刀具的10倍;金刚……

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