用于精密切削碳化硅的新型金刚石刀具

用于精密切削碳化硅的新型金刚石刀具

微型非球面玻璃透镜（简称微透镜）在汽车光学传感器中的应用不断增加。通常微透镜压在400-800摄氏度下，通过采用碳化钨（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，模具寿命会更长，且表面粗糙度小。所以，随微透镜需求的增加对SiC陶瓷模具的需求也越来越大，这就要求保证SiC模具的加工精度。

以往为了精密加工WC陶瓷模具，研制出了利用激光制造技术加工的单晶金刚石（SCD）微铣削刀具。但因为SiC比WC硬度高，且SiC具有各向异性的材料性能，传统SCD刀具易损坏，不能用于SiC陶瓷加工。目前已研制出纳米聚晶金刚石（NPCD），该材料通过加入粘结剂在高压和高温下烧结石墨而成。NPCD硬度比SCD高很多，在切削具有各向异性力学性能材料时不易损坏。

文中对采用SCD和NPCD制成的微铣削刀具加工SiC模具的过程进行了研究，对刀具的磨损进行了评价。通过对模具表面的纹理进行比较，表明NPCD可以切削出非常精确的纹理，且刀具不易磨损，这表明新型NPCD材料非常适合切削SiC陶瓷材料刀具的制造。

但NPCD刀具比SCD刀具制造困难，成本高，随着NPCD材料制备及加工方法的进步，NPCD将会大规模地应用于SiC等材料切削刀具的制备。

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

作者：Hirofumi Suzuki

编译：徐嘉浩