為什麼金剛石不能加工黑色金屬?
金剛石作為自然界中已知硬度最高的物質,加上其無與倫比的耐磨性,是加工各種難加工材料以及高硬度材料的不二之選,尤其是在超精密和大批量加工中扮演著十分重要的角色。
由於金剛石中的C-C鍵很強,所有的電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,這些特性造就了金剛石的超強硬度。金剛石的熔點在華氏6900°,在氧氣中的燃點為720-800℃,在空氣中的燃點為850-1000℃。而且金剛石不導電,因此也很難采用電加工方式進行切割。
也正是因為金剛石的燃點較低,再加上在高速加工高硬度金屬材料時,容易產生大量的熱,從而引起金剛石碳化,失去切削或者磨削性能。同時,因為黑色金屬中的鐵族金屬的存在,在高溫下,大約550℃時,金剛石中的C元素很容易與Fe, Ni, Co, Mn, Cr等元素發生化學反應,出現化學磨損。這就是為什麼金剛石不能加工黑色金屬的主要原因。
什麼情況下金剛石可以加工黑色金屬?
那是不是金剛石就不能加工所有的黑色金屬呢?
答案是否定的!
如果控製好加工時的溫度,及時對金剛石和工件進行降溫,並且做好排屑,減小切削阻力,金剛石依然可以加工黑色金屬。
對於部分鑄鐵來說,因為鑄鐵中的碳元素和鐵元素是飽和的,因此金剛石中的碳就不會遊離到工件中發生碳化反應,這種情況下金剛石加工鑄鐵也成為可能。
所以,並不能以偏概全的說金剛石完全不能加工黑色金屬!
但是,作為金剛石的替代,立方氮化硼(CBN)很好的彌補了金剛石對於鐵族金屬加工的劣勢。其硬度僅次於金剛石,與黑色金屬沒有親和力,並且具有極佳的熱穩定性和化學穩定性。
如果有黑色金屬加工的需求,那
立方氮化硼(CBN)無疑是一個不錯的選擇。
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