航空航天最新难加工材料加工刀具的制造方法

　　黛杰公司继2002年在全球推出第一个“比梦”系列整体烧结金刚石钻头之后，又陆续推出和扩展了“比梦”端铣刀、球头铣刀和镗刀等系列。作为加工上述超难材料的最佳刀具材料供应商，公司在刀具的几何构造、运用领域及其使用寿命方面取得了突破性的进展。

　　随着航空器的起飞重量和续航距离要求的不断提高，对结构材料的高强度、低比重化的要求不断加强，CFRP(碳纤维强化塑料)、KFRP(纤铁维强化塑料)、MMC(金属基复合材料)的运用日益广泛。对于航空航天飞行器而言，超耐磨、耐高温是其结构造材料的最基本要求，而碳材陶瓷材料可以很好地满足要求。但上述这些新材料的切削加工一直以来是困扰制造现场的一大难题。黛杰公司继 2002 年在全球推出第一个“比梦”系列整体烧结金刚石钻头之后，又陆续推出和扩展了“比梦”端铣刀、球头铣刀和镗刀等系列。作为加工上述超难材料的最佳刀具材料供应商，公司在刀具的几何构造、运用领域及其使用寿命方面取得了突破性的进展。以下结合部分加工实例进行介绍。

　　整体烧结金刚石刀具“比梦”系列的性能及其制造方法

　　金刚石是自然界存在的物质中硬度最高的。天然金刚石一般在非金属和非金属的加工中显示出极优的性能。但因其资源稀少而昂贵，加之单结晶性能的异向性，它作为切削工具很难得到普及。针对这些缺点，用人造金刚石颗粒通过添加Co、硬质合金、Ni-Cr、Si-SiC以及陶瓷结合剂在高温(1200℃以上)高压(3.5～5GPa)下烧结成形的PCD工具，使其得到广泛的使用。金刚石刀具与铁系金属有极强的亲和力，在切削中其碳元素极易发生扩散而导致刀具磨损。但它与其他材料的亲和力很低，切削中不易产生粘刀现象，切削刃口可以磨得非常锋利。所以在铁系金属以外的切削中，能得到高精度、高光亮的加工面，特别是PCD刀具消除了金刚石的性能异向性，使其在高精加工领域中得以广泛普及。然而，传统的加工工艺只能生产平板PCD基材，在制作刀具时，将PCD平板基材用线切割切成小片之后，依靠焊接将烧结金刚石(PCD)放置于刃口部位。而“比梦”系列作为当今世界上最先进的刀具，在其制造工艺有非常独到和新奇之处。用“比梦”钻进行加工，由于金刚石与基体硬质合金的结合强度极高，因此不存在脱焊的问题;可制作小直径刀具;刃口锋利，螺旋角30°;重磨后，刃口几何形状不会发生改变，加工性能理论上不会发生变化。而传统的焊接型PCD产品由于通过焊接，因此金刚石结合强度低，有可能出现脱焊现象;无法制作小直径刀具;端刃焊缝上粘附材料(焊接);中心刃部磨损快(中心部无法做成 PCD);金刚石刃口较钝，无法形成螺旋形。

　　“比梦”钻特点及加工实例

　　整体烧结金刚石钻头直径从φ0.4起，螺旋角30°，金刚石螺旋刃，这种钻头与焊接金刚石钻头不可同日而语，是高速加工当之无愧的首选，是真正适用于加工玻璃、陶瓷(器)的“金刚钻”。“比梦&rdq

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