用于精密切削碳化硅的新型金剛石刀具

用于精密切削碳化硅的新型金剛石刀具

微型非球面玻璃透鏡（簡稱微透鏡）在汽車光學傳感器中的應用不斷增加。通常微透鏡壓在400-800攝氏度下，通過采用碳化鎢（WC）陶瓷模具或碳化硅（SiC）陶瓷模具制成。SiC陶瓷比WC陶瓷要硬得多，模具壽命會更長，且表面粗糙度小。所以，隨微透鏡需求的增加對SiC陶瓷模具的需求也越來越大，這就要求保證SiC模具的加工精度。

以往為了精密加工WC陶瓷模具，研制出了利用激光制造技術加工的單晶金剛石（SCD）微銑削刀具。但因為SiC比WC硬度高，且SiC具有各向異性的材料性能，傳統SCD刀具易損壞，不能用于SiC陶瓷加工。目前已研制出納米聚晶金剛石（NPCD），該材料通過加入粘結劑在高壓和高溫下燒結石墨而成。NPCD硬度比SCD高很多，在切削具有各向異性力學性能材料時不易損壞。

文中對采用SCD和NPCD制成的微銑削刀具加工SiC模具的過程進行了研究，對刀具的磨損進行了評價。通過對模具表面的紋理進行比較，表明NPCD可以切削出非常精確的紋理，且刀具不易磨損，這表明新型NPCD材料非常適合切削SiC陶瓷材料刀具的制造。

但NPCD刀具比SCD刀具制造困難，成本高，隨著NPCD材料制備及加工方法的進步，NPCD將會大規模地應用于SiC等材料切削刀具的制備。

網址：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0007850617300173

作者：Hirofumi Suzuki

編譯：徐嘉浩