O diamante é o cristal do único átomo de carbono, e sua estrutura de cristal pertence ao sistema de cristal cúbico com centro plano equiaxed (um tipo do sistema de cristal com densidade a mais alta do átomo). Desde que a ligação da ligação entre átomos de carbono no diamante é a ligação sp3 covalent híbrida, tem a estabilidade e a diretividade obrigatórias fortes. A estrutura de cristal original faz o diamante ter a dureza e a rigidez a mais alta, R.I., condutibilidade térmica, resistência de abrasão excelente, resistência de corrosão e estabilidade do produto químico, etc. As propriedades excelentes do diamante natural podem cumprir a maioria de exigências de materiais da ferramenta de corte da precisão e da ultra-precisão, e é um material ideal da ferramenta de corte da precisão. A estrutura de cristal uniforme do diamante natural sem limite de grão interno faz o de ponta teoricamente alcançar a retidão e a agudeza do nível atômico. A dureza, a resistência de abrasão, a resistência de corrosão e a estabilidade do produto químico do diamante natural assegure a vida útil longa da ferramenta de corte, assegure o corte normal longo contínuo, e reduza o impacto do desgaste da ferramenta na precisão das peças; Sua condutibilidade térmica mais alta pode reduzir a temperatura de corte e a deformação térmica das peças. O diamante natural como o material superhard da ferramenta de corte, tem consequentemente uma posição importante no campo do processamento mecânico e foi aplicado extensamente, especialmente no campo da precisão super que fazem à máquina, como o processamento usado em reatores nucleares, e no outro de alta tecnologia no campo de todos os tipos do espelho, usados para o míssil ou o foguete no giroscópio da navegação, carcaça do disco rígido do computador, acelerador da arma de elétron e componentes da ultra-precisão), usando o diamante natural não utilize ferramentas nenhuma matéria no preço ou na precisão do que o método fazendo à máquina tradicional tem vantagens óbvias. A tabela 1 compara a precisão e o preço de vários espelhos processados por ferramentas naturais do diamante e por métodos de moedura e de lustro tradicionais.

Além do que os campos da alto-tecnologia, as ferramentas de corte naturais do diamante na aplicação dos produtos industriais e civis ordinários que fazem à máquina o ano igualmente aumentado no ano, foram desenvolvidas das peças tradicionais do relógio que processam ao pistão de alumínio, joia, pena, placas lustrosas, peças da decoração do metal não-ferroso que processam, podem dizer que as ferramentas de corte naturais do diamante foram mais campos do processamento mecânico, jogam um papel cada vez mais importante.

Por outro lado, devido às propriedades originais do diamante natural, é muito difícil processá-lo. Devido à dureza alta do diamante natural, deve ser moído por métodos especiais, que igualmente exige exigências técnicas altas para operadores. Devido à boa estabilidade química do diamante natural, era incapaz de ser soldado por muito tempo no passado, e somente o método mecânico foi usado para apertar o diamante da grande-grão, que conduziu ao desperdício de materiais do diamante e ao preço alto de ferramentas de corte, e igualmente afetou a precisão de ferramentas e de peças de corte.

Nos 100 anos passados, os cientistas e os técnicos fizeram a investigação e desenvolvimento a longo prazo no papel, nas perspectivas da aplicação e nos métodos importantes da aplicação de ferramentas do diamante no processamento mecânico, e em resultados frutuosos conseguidos. O desenvolvimento da tecnologia natural da ferramenta de corte do diamante é revisto nas seguintes fases.

Tecnologia de processamento tradicional de ferramentas naturais do diamante

As ferramentas naturais do diamante foram desenvolvidas depois que segunda guerra mundial para encontrar as necessidades de processamento de peças de precisão, de ornamento claros e de cinzeladura da joia. O processo de manufatura de ferramentas naturais do diamante originou da tecnologia de moedura e de lustro da joia do diamante. O desenvolvimento de ferramentas naturais do diamante trouxe mudanças aproximadamente significativas na tecnologia de fabricação dos relógios e de produtos relacionados.

O dobramento do método do processo da joia do diamante é: do pó revestido de superfície do diamante da placa de moedura do ferro fundido na pasta de moedura misturada com o azeite e em, e no pó feito do diamante embutido nos poros minúsculos na superfície do ferro fundido, fixada no skate da braçadeira com os diamantes nele desde o peso da moedura na placa de moedura que gerencie na alta velocidade.

1. Lâmina que processa e que testa: a qualidade da lâmina afetará diretamente a qualidade do parts.2 processado. Orientação: a superfície a mais violenta do desgaste da ferramenta é colocada na superfície a mais dura do cristal do diamante, para assegurar a vida útil a mais longa da ferramenta. O método tradicional da orientação USA geralmente o olho nu orientation.3. Montagem: em processo do corte, as ferramentas naturais do diamante devem carregar forças de corte de todos os sentidos. A fim assegurar o corte contínuo e estável, as ferramentas do diamante devem firmemente ser instaladas na barra da ferramenta.

A tecnologia de soldadura do diamante não tinha sido inventada ainda, assim que o aperto mecânico era a única maneira. Devido ao processo simples e ao baixo custo de ferramentas de corte tradicionais do diamante, é usado ainda em fazer à máquina áspero de ferramentas de corte do diamante hoje. A fim melhorar mais a tecnologia de processamento da ferramenta do diamante, em meio século de pessoais da ciência e da tecnologia nas propriedades físicas e químicas do cristal do diamante e do mecanismo de moedura da ferramenta do diamante, o mecanismo da formação da lâmina, cortando a teoria, tecnologia de soldadura, muito trabalho no equipamento de moedura da precisão, e outros assuntos, como a ferramenta natural do diamante no desenvolvimento de tecnologia fazendo à máquina da ultra-precisão colocou um alicerce sólido, muito assunto de pesquisa hoje está continuando.

tecnologia fazendo à máquina da Ultra-precisão para ferramentas naturais do diamante

No final dos anos 70, na pesquisa da tecnologia da fusão nuclear do laser, um grande número refletores macios do metal da elevada precisão precisam de ser processados, e a precisão da aspereza de superfície e da forma do metal macio é exigida para alcançar o nível de ultra-precisão. Como o uso da moedura tradicional, que lustra processar métodos, não somente tempo de processamento longo, custo alto, operação difícil, e não é fácil conseguir a precisão exigida. Consequentemente, é urgente desenvolver métodos de processamento novos. Na procura real, conduzida pela tecnologia natural do corte do espelho da ultra-precisão do diamante está desenvolvendo rapidamente, com base na tecnologia de gerencio do diamante existente, melhorando a precisão da máquina-instrumento e rígido, restritamente o controle o processo de vibração e a temperatura derivam, desenvolvimento de ferramentas de corte naturais do diamante da ultra-precisão, etc., para formar o processo do corte da lente, e tornado uma tecnologia especializada. Como uma das tecnologias chaves para o corte do espelho da ultra-precisão, tecnologia natural da ferramenta de corte do diamante conseguiu a inovação e o desenvolvimento significativos na teoria e na prática, refletidas principalmente nos seguintes aspectos:

1. Desenvolvimento de ferramentas do diamante da ultra-precisão

(1) uma borda lustrada é introduzida entre o de ponta principal e o de ponta auxiliar, de modo que a aspereza teórica da superfície feita à máquina seja próxima a zero e a borda lustrada esteja livre dos defeitos quando detectada sob um microscópio de 500 ou higher.(2) a precisão fazendo à máquina do ângulo chave do cortador de diamante alcance 2". (3) a precisão do arco do cortador do arco usado girando a superfície interna alcança o mícron em nível.

Porque o equipamento de moedura tradicional não pode cumprir as exigências fazendo à máquina de ferramentas do diamante da ultra-precisão, a máquina de moedura do arco e da borda com rolamento de ar foi desenvolvida, e a precisão de moedura pode alcançar 0,1 m.3. A tecnologia e o equipamento da orientação da precisão são usados para orientar ferramentas do diamante com a finalidade não somente de fornecer a vida a mais longa da ferramenta, mas igualmente de minimizar a fricção entre a superfície da ferramenta e a superfície feita à máquina e o esforço na superfície da segmentação perto da lâmina. Para fazer este, um diffractometer mais sofisticado do raio X é precisado.

O vácuo que solda é uma das descobertas as mais importantes na tecnologia de fabricação da ferramenta do diamante. De um lado, o método de aperto mecânico tradicional pode conduzir ao deslocamento e à vibração minúsculos do cortador de diamante no processo do corte, que afetará a qualidade fazendo à máquina. Por outro lado, devido à estabilidade química extremamente alta do diamante própria, é difícil reagir com outros metais para conseguir a soldadura sob circunstâncias gerais, isto é, o diamante é não-weldable. A fim resolver este problema, a condição especial do diamante de soldadura (ambiente do vácuo alto) e a liga de soldadura (liga prata-baseada com o titânio como o elemento ativo) foram encontradas após a pesquisa e a exploração a longo prazo.

O estabelecimento do mecanismo do desgaste da ferramenta com o estudo encontrou que no processo do corte, o desgaste da ferramenta do diamante é principalmente desgaste da ligação química, e há uma pequena quantidade de desgaste mecânico e de outros formulários de desgaste. O estabelecimento do mecanismo do desgaste da ferramenta determina o princípio de orientação da ferramenta: a superfície de cristal com a melhor estabilidade química é colocada na superfície traseira da ferramenta

6. Pesquisa sistemática sobre o método de moedura mecânico

Com o estudo detalhado da teoria do diamante, encontra-se que a deformação plástica macroscópica do diamante (no passado, se acreditou que o diamante teve somente uma pequena quantidade da deformação elástica mas de nenhuma deformação plástica); As impurezas do traço no cristal do diamante foram estudadas. De acordo com as impurezas diferentes, o diamante foi dividido em quatro tipos, assim que os tipos diferentes do diamante poderiam ser selecionados de acordo com USOS diferentes além, com a pesquisa teórica sistemática sobre as características da fratura, características da segmentação e mecanismo da formação de superfície do diamante, uma grande quantidade de dados foi obtida, as várias teorias foram formadas, e uma compreensão mais científica e mais profunda do diamante foi ganhada. As características do desenvolvimento da tecnologia da ferramenta de corte do diamante nesta fase são como segue: enquanto a ferramenta de corte do diamante é aplicada na defesa nacional, na alto-tecnologia e nos outros campos, uma grande quantidade de fundos está investida, e o equipamento pioneiro, os instrumentos e os métodos científicos os mais atrasados são usados na pesquisa, fazendo um pulo durante o processo de desenvolvimento.

A tecnologia de processamento a mais atrasada de ferramentas naturais do diamante

No final dos anos 80, micro - maquinaria como um campo novo da pesquisa se tornou rapidamente. O uso do processamento mecânico para a fabricação de micro-componentes do micro-robô (como? Para engrenagem da precisão de 0.1mm a micro, motor de 0.3mm o micro, etc.), o raio do arco da ponta da ferramenta de 3 ~ 5 m são exigidos, e a precisão do arco pode ser controlada, e pode alcançar um comprimento considerável da vida da ferramenta.

Da análise de materiais da ferramenta de corte, somente o diamante natural do único cristal pode cumprir as exigências acima. Ao mesmo tempo, após quase dez anos de desenvolvimento rápido, a teoria e a tecnologia de ferramentas de corte do diamante acumularam uma riqueza da experiência, e é equipada basicamente com a capacidade para desenvolver as ferramentas de corte da elevada precisão mencionadas acima. Contudo, há ainda uma diferença entre as exigências das ferramentas de corte do diamante processadas pela tecnologia fazendo à máquina da ultra-precisão acima mencionada de ferramentas de corte do diamante e aquelas de ferramentas micro-fazendo à máquina, e uns métodos de processamento mais avançados precisam de ser desenvolvidos mais. Nos últimos anos, uma variedade de métodos foram desenvolvidos para ferramentas de moedura do diamante com vários mecanismos químicos.

1. O método thermochemical para o mecanismo de métodos químicos térmicos: quando a temperatura for o ℃ 800, se o contato da superfície do diamante com ferro, cristais do diamante dentro a poder obter livrado de sua estrutura de átomos de carbono, propagação ao ferro na estrutura de cristal. Usar o método químico térmico de moer o processo é: o disco de moedura do ferro na atmosfera do hidrogênio aquecida ao ℃ 800, o diamante em contato com o disco de moedura e o deslizamento relativo, estrutura de diamante de átomos de carbono espalharão ao ferro na estrutura de cristal, conseguem a finalidade de moer o diamante; Os átomos de carbono que entram na estrutura do ferro reagem com o hidrogênio ao metano do formulário, que é liberado no ar por correntes de ar. Usando o método thermochemical, a velocidade de moedura é 40 ~ 2000 por segundo atômicos das camadas.

2. O plasma do vácuo químico lustrando, antes de mais nada, o método físico de utilização do depósito de vapor do plasma do vácuo na superfície de disco da moedura que chapeia uma camada de óxido de silicone grained fino, e ativa então a superfície do diamante no vácuo alto, ao mesmo tempo no contato com a rotação do disco de moedura, superfície do diamante no estado da ativação de átomos de carbono reagirá com o silicone no disco de moedura, moedura da formação de diamante; O gás resultante do monóxido de carbono ou do dióxido de carbono é bombeado fora da câmara da reação. A taxa de reação deste método é 1 ~ 3000 m3/s (aproximadamente 0,25 ~ 750 por segundo atômicos das camadas).

3. método de lustro químico mecânico Não-prejudicial: uma determinada quantia do pó fino do diamante e mesmo (nanômetro em nível) um pó mais fino do silicone foram adicionados na solução do NaOH, e o pó do silicone com força eletrostática negativa forte seria fixado em uma única partícula do diamante muito maior do que ela para formar o pó de moedura do diamante com camada da adsorção do silicone, e então era revestido no disco de moedura poroso do ferro fundido. Durante a moedura do diamante, o pó do silicone fixado no pó de moedura do diamante de um lado impede o impacto direto do pó do diamante na superfície do diamante processado e protege a superfície do diamante processado de dano profundo; por outro lado, reage com a superfície do diamante processado e remove a camada da reação pela ação de moedura fraca. A velocidade de moedura deste método é muito baixa, somente 1 camada atômica pelo minuto.