超硬材料的范疇雖沒有一個(gè)嚴(yán)格的規(guī)定,但是人們習(xí)慣上把金剛石和硬度接近于金剛石硬度的材料統(tǒng)稱為超硬材料。生產(chǎn)上用到的超硬材料主要是指金剛石和立方氮化硼。金剛石(英文:Diamond)是目前已知的世界上Z硬的物質(zhì),立方氮化硼硬度只次于金剛石。
超硬材料的用途:
1、 CBN磨削刀具
CBN磨具與普通磨具相比,具有磨削鋒利、耐磨性好、加工效率高、加工表面質(zhì)量?jī)?yōu)、加工精度高、使用壽命長(zhǎng)、但未加工成本低、節(jié)能和改善環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),因而它光反應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、軸承、機(jī)床、齒輪、工具、磨具、航天航空、軍工等許多行業(yè),特別是適用高速鋼、耐熱鋼、不銹鋼、熱敏材料等硬度高、韌性大、高溫強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)率低的材料的精密磨削加工。陶瓷CBN磨具不僅具有切削鋒利、切削力小、生產(chǎn)效率高、使用壽命長(zhǎng)、易于整形與修銳、磨削精度高等優(yōu)點(diǎn),而且還具有磨削工件溫度低、能消除表面拉應(yīng)力而產(chǎn)生殘余應(yīng)力,使工件耐用度提高。
2、金剛石鉆頭
金剛石材料的鉆頭耐磨且壽命長(zhǎng),適合深井和研磨性的地層使用。在地溫較高的情況下,普通鉆頭的軸承密封易失效,使用金剛石材料鉆頭則不會(huì)出現(xiàn)這種問題。金剛石材料鉆頭的鉆壓低于牙輪鉆頭,因而在鉆壓受到限制的情況下應(yīng)使用金剛石材料鉆頭。金剛石材料鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造比較靈活,生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,因而能滿足非標(biāo)準(zhǔn)的異形尺寸井眼的鉆井需要。金剛石材料鉆頭中的PDC鉆頭是一種切削型鉆頭。實(shí)踐表明,這種鉆頭適應(yīng)地層時(shí)可以取得很高的效益,但金剛石材料鉆頭抗沖擊性載荷性能較差。
3、金剛石鋸切工具
金剛石鋸切工具主要是指各類金剛石切割鋸片,包括圓鋸片、排鋸、繩鋸等。主要用于切割大理石、花崗巖等非金屬材料。金剛石圓鋸片廣泛用于切割天然花崗巖。不同的花崗巖,力學(xué)性能、物理性質(zhì)有很大的差別,鋸片的受力和磨損的情況也有很大的不同。鋸片使用壽命也不同。但是金剛石鋸片相對(duì)于其他材質(zhì)的鋸片其壽命就顯得很長(zhǎng)了。金剛石鋸片兼有金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)韌性,加上極低的摩擦系數(shù)、高導(dǎo)熱性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,以及低的制造成本,使得其應(yīng)用也變得越來越普遍。
4、 金剛石磨具
與普通磨料磨具相比,金剛石磨的磨削效率高,壓力低,因而磨削時(shí)產(chǎn)生的熱量少,避免了工件表面的燒傷和開裂,而且降低設(shè)備的磨損和磨損過程中的損耗。同時(shí)由于金剛石磨具耐磨性高,在磨削過程中其形狀、尺寸變化小,所以磨削質(zhì)量精度高。磨具磨損少、壽命長(zhǎng),改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境和條件。磨削加工的綜合成本低。可以選擇不同的粘結(jié)劑調(diào)節(jié)磨具性能,特別是可以采用金屬結(jié)合劑。