金刚石刀具开发历程

2018-01-23  来自: 泉州市正豪石材工具有限公司 浏览次数:162

在切削刀具中使用的金刚石,除了天然的金刚石原石外,还有两类人工金刚石——金刚石粉末与结合材料烧结制成的烧结金刚石,以及在与地球内部条件相同的模拟环境下结晶生成的合成金刚石。

        住友从1970年开始就已经着手于合成金刚石的研究,并于1985年将单结晶的人工合成金刚石“SUMICRYSTAL”正式投入使用。


        “SUMICRYSTAL”(住友单晶金刚石)是世界上成功应用于工业化的大颗粒、高纯度的金刚石单晶体。在严格的品质管理下制造,能确保品质稳定,最适用工业材料加工。

住友合成金刚石相较于天然金刚石具有结晶面清晰,质量稳定,可大量生产,拥有高热传导率的特点。当然合成的单晶金刚石也是有几个缺陷,比如容易沿特定方向开裂的“劈开性”,随着切削方向的不同其硬度与耐磨损度都会发生变化等问题。


        因此,为了开发出没有这些缺点的新金刚石材料,几十纳米的微小粒子作为无需粘合剂即可直接接合而成的纳米多晶金刚石的研发被提上了日程。2000年左右,我们成功开发出了小于一毫米的纳米多晶金刚石,经过测试确实硬度很高。但是由于体积过小、成本过高,并没有受到公司的重视。制作这样的金刚石,不让粒子直接固定成形的话就需要用到结合材料。而如果不用结合材料的话,就需要用“直接变换烧结”这种新的合成工序。这个工序需要拥有特别的超高压技术,于是我们与正在探究这项技术的大学合作,共同研发相关的基础技术。同时,我们也得到了使用国家项目预算的许可并引进相关装置。有了资金与技术支持,其量产技术也逐步成型。

       纳米多晶金刚石是直接牢固结合纳米级别的金刚石粒子,完全不含结合材料的金刚石多晶体。与包含结合材料的以往的烧结体相比,具有硬度高、耐磨性、耐缺损性优异等特点。

无粘合剂住友金刚石是将这种性能优异的纳米多晶金刚石用于刀尖而生产的一种工具。


        无粘合剂住友金刚石为刀片的刀具的推广使用,将会使得超硬合金、玻璃、陶瓷这些硬脆材进行细微加工成为可能,其工序也得到大幅的缩减。打个比方,像智能手机的玻璃需要有一定的强度要求,于是对于想要加工好这种材料的需求的增加,又或者要在超硬质材料上精加工出十分细微的样式等等,可能会出现这样那样的新的需求。曾经只能用磨削完成的镜面加工也好,切削也好都可以用“SUMIDIA Binderless”完成。考虑到加工所花时间与工序都缩减了,说不定还能探索出更多新的用途。


        这种比以往硬度更高的金刚石,需要的研磨时间、下的工夫也是以往的数十倍。但是随着我们研磨技术的进步,也做到了稳定生产出有着同规格且极其锋利的刀片的刀具。

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