超硬材料的特种加工文献综述

超硬材料工程超硬材料是一种具有极高硬度和耐磨性的新型材料，广泛应用于工业生产和科学研究领域。

超硬材料的工程应用涉及到材料的制备、加工和应用等多个方面，对于提高材料的性能和应用效果具有重要意义。

本文将就超硬材料工程的相关内容进行介绍和分析。

首先，超硬材料的制备是超硬材料工程的重要环节。

目前，超硬材料的制备方法主要包括高温高压合成法、化学气相沉积法和金属基粉末冶金法等。

高温高压合成法是一种常用的制备方法，通过在高温高压条件下将碳源和金属催化剂进行反应制备出超硬材料。

化学气相沉积法则是利用气相反应在基体表面沉积出超硬材料。

金属基粉末冶金法则是将金属粉末与碳源进行混合后，在高温条件下进行反应制备超硬材料。

这些制备方法各有特点，可以根据具体需求选择合适的方法。

其次，超硬材料的加工是超硬材料工程的关键环节。

由于超硬材料具有极高的硬度和耐磨性，因此在加工过程中会面临一定的挑战。

目前，常用的超硬材料加工方法包括磨削、电火花加工和激光加工等。

磨削是一种常用的加工方法，通过磨削工具对超硬材料进行加工，可以获得高精度的加工表面。

电火花加工则是利用电火花放电的原理对超硬材料进行加工，适用于复杂形状的加工。

激光加工是利用激光对超硬材料进行加工，具有非接触加工、高精度和高效率的特点。

这些加工方法可以根据具体需求选择合适的方法。

最后，超硬材料的应用是超硬材料工程的重要方面。

超硬材料广泛应用于切削加工、磨削加工、钻孔加工、矿山工具、石油钻采和粉末冶金等领域。

在切削加工领域，超硬刀具具有高速切削、高效加工和长寿命的特点，可以大大提高加工效率和降低加工成本。

在磨削加工领域，超硬磨具具有高精度、高效率和长寿命的特点，可以获得高质量的加工表面。

在钻孔加工领域，超硬钻头具有高速钻削、高效率和长寿命的特点，可以满足复杂工件的加工需求。

在矿山工具、石油钻采和粉末冶金等领域，超硬材料也发挥着重要作用。

综上所述，超硬材料工程涉及到超硬材料的制备、加工和应用等多个方面，对于提高材料的性能和应用效果具有重要意义。

超硬材料的研究和应用一、引言随着科技的进步和发展，材料学科在现代工业中的地位愈加重要。

超硬材料作为一类新型材料，具有高强度、高硬度、高韧性、高抗磨损、高耐热性等优异性能，在各个领域取得了广泛的研究和应用。

本文将从超硬材料的基本概念、种类及制备方法、应用等方面进行探讨。

二、超硬材料的基本概念超硬材料是指硬度在工程材料中排在前列的耐磨材料。

它的硬度通常指石英（Mohs硬度7）以上的材料，是由于其结构特殊，原子之间键合的特殊机制决定了固体的性能。

在国际上被称为“工程陶瓷的硬度标杆”。

超硬材料具有优异的性能，主要表现在以下几个方面：1. 高硬度：是指在各种切削工具中硬度最高的工具材料。

它的硬度通常在轻质金属、玻璃、塑料等材料中排名前列。

2. 高韧性：是指超硬材料比普通材料更难被折断，具有很高的韧性和强度，使其能够在高速切削或重载条件下保持稳定的切削性能。

3. 高抗磨损性：超硬材料不易磨损，具有长寿命和更好的耐久性等特点，可用于高耐磨性材料制备和加工等领域。

4. 高耐腐蚀性：超硬材料可以耐受强酸、强碱、高温及腐蚀性物质，具有高耐腐蚀性和不受化学反应影响的特点。

三、超硬材料的种类及制备方法一种超硬材料是金刚石（Diamond），它是所有材料中硬度最高的，因其在切削、研磨过程中不易磨损，因此常被用于石油探测、光学加工、切割和电子磊晶等领域。

其它超硬材料包括碳化硅、氮化硼、碳化硼、金刚石纳米线等，它们的硬度都很高，应用范围广泛。

超硬材料的制备方法主要分为以下几种：1. 高压高温法：在高温和高压（大约100千巴、1300℃）条件下，使用碳酸盐热合成金刚石材料。

2. 化学气相沉积法：通过在高温下，将含有金刚石原子的气体分解成金刚石薄膜，并在引入气体时控制温度、压力和流量，实现材料的稳定性。

3. 化学气相沉积-热解法：将金属附着在气体表面的薄膜上，施加微波、高频等电磁场，使其分解并在表面上热解成金刚石材料。

四、超硬材料的应用由于超硬材料具有优异的性能，已经广泛应用到各个领域，包括：1. 切削加工：超硬材料具有高强度、高硬度、高韧性等多种优秀性能，因此常被用作切削材料。

超硬材料刀具在矿山机械零部件加工中的实践摘要：矿山机械指的是运用于矿物开采和矿物富选的相关作业的机械，这类机械在工作进行中，机械体所承受的来自各个方面的力的施加的数值是较为巨大的，在此情形下，如何加工出更高质量的矿山机械上所应用的零件，是从事该项工作的人员所应不断探索的问题，只有保证矿山机械上所使用的零件的质量，才能对矿山机械的整体质量予以保证，这也是对从事矿物开采及富选的相关工作人员的人身安全问题的最直接的保护。

好的零件的加工，离不开好的加工工艺，而好的加工工艺的过程更是离不开适宜的高质量刀具的参与，在对矿山机械所使用的零件的加工工作中，其所使用的刀具应具有较强的硬度与耐性度，随着时代的不断变化高技术切削的应用越发普遍，超硬材料的应用范围得到了良好的扩展，以下内容详细地介绍了超硬材料刀具在机械零部件加工中的一些应用。

关键词：超硬材料刀具；矿山机械；零件加工；应用1机械零件加工中所使用的超硬刀具的发展与种类1.1矿山机械零件加工中所使用的超硬刀具的发展过程在对矿山机械所使用零部件进行加工作业中，其所使用的刀具应为超硬刀具，该种刀具的制作材料是天然的金刚石、人造的金刚石或者是其他的复合材料。

早在20世纪中，美国就使用人造金刚石粉末和cbn的高温高压微粉在粘结剂的作用下，将较大的晶块体作为材料进行烧制。

在古老的时代中，金刚石或较硬材质的基础上进行压制，PCD或PCBN为0.5mm-imm。

以此解决了超硬材质在炼化过程中出现的各种问题。

这是超级硬工具。

我国超硬刀具材料的研究和应用始于20世纪70年代前后。

多家超硬材料制造商进口公司国外超硬材料合成设备及技术成套。

使产量能够迅速增加，跃入世界超级硬材料生产国家。

1.2矿山机械零件加工中所使用的超硬刀具的种类及功能金刚石所含有的物质是在低压下制作而成的，与大型的晶体金刚石物质不同。

金刚石具有较高的硬度与耐磨性。

其中自身的微硬度可以达到1000以上，所含有的摩擦力效率很小。

超硬材料的性能及其在工业中的应用超硬材料是指硬度高于金刚石的材料，主要由碳化物和氮化物组成。

由于其优异的物理性能和化学性能，超硬材料已经广泛应用于工业领域中，如机械加工、矿山工具、石油钻头、航空航天等。

本文将介绍超硬材料的性能特点和工业中的应用。

一、性能特点超硬材料的主要特点是硬度高、耐磨损、化学惰性等。

其中，硬度高是超硬材料的最突出的性能特点。

超硬块状材料的硬度可以达到87－93 GPa，而且具有极高的磨损和抗腐蚀性能。

其次，超硬材料的化学惰性也是它广泛应用于各种工业领域的原因之一。

这种性质使得超硬材料在极端环境下具有极高的稳定性和耐腐蚀性，比如在油井、矿井、核电站和航空航天等领域中应用广泛。

二、超硬材料在机械加工中的应用超硬材料在金属切削、石材切割、非金属材料的切削等方面均有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1、车刀与铣刀：超硬材料刀具具有极高的硬度和耐磨性，可以用于高速、高切削量和复杂曲面加工，能够提高加工效率和降低成本。

2、铣削板：超硬材料铣削刀片用于高效铣削，可以减少切削力并延长刀具使用寿命。

3、砂轮：超硬材料制成的砂轮可以用于石材的切割和钢铁的磨削。

三、超硬材料在矿山工具中的应用超硬材料在采矿过程中也广泛应用。

主要体现在以下几个方面：1、地质钻探：超硬材料制成的油钻头可以用于非常规油气资源的勘探，具有高渗透和高穿透性的特点。

2、矿山工具：超硬材料制成的矿机采插齿具有高耐磨性和高强度，可以减少矿工的劳动强度和提高采矿效率。

四、超硬材料在其他工业领域中的应用除了上述应用领域外，超硬材料还在其他工业领域中得到广泛应用，特别是在航空航天、新能源和医疗方面。

1、航空航天：超硬材料可以用于制造高温合金和复合材料的切削和磨削工具，以及飞机发动机的零部件和燃烧室等。

2、新能源：超硬材料可以用于制造光伏材料和微电子器件等，提高新能源的效率和可靠性。

3、医疗：超硬材料可以用于制造手术刀片和牙科工具等，具有良好的生物相容性和高精度加工的特点。

特种加工技术论文(2)特种加工技术论文篇二特种加工技术的研究与应用摘要：本文论述了特种加工技术的产生和发展，并就快速成型加工、超声加工、电子束和离子束加工以及激光加工进行展开阐述，讨论了各个加工方法的工艺原理和在生产实践中的具体应用。

最后，对特种加工技术的发展方向进行了展望。

关键词：特种加工;快速成型技术;超声加工;电子束和离子束加工;激光加工1.特种加工技术的产生和发展机械加工作为一种有着悠久历史的加工方法，对人类的物质文明和生产活动起到了极大的推动作用。

对于工业部门而言，设计出来的零件或者机器必须依赖于加工方法来实现，如果没有行之有效的加工方法，再好的设计思路也无法转化为产品。

例如18世纪70年代就有人发明了蒸汽机，但是由于当时的生产设备制造不出有着较高精度和配合要求的蒸汽机气缸，所以一直无法生产出可以正常工作的蒸汽机[1]。

直到气缸镗床的出现，才解决了这一生产上的难题，使得蒸汽机获得了广泛的应用，引起了第一次工业革命。

因此，我们可以发现，加工方法对于设计思想的实现和社会经济的发展起着多么重大的作用。

随着生产的发展和科学实验的需要，对于产品的要求越来越高，未来的技术产品向着高精度、高速度、重载、高温高压、小型化和高可靠性等方向发展，为了实现这些新的要求，就需要使用新材料和新结构，因此，对机械制造部门也提出了很多新的要求。

特种加工正是在这种强烈的社会需求下产生和发展起来的，而它所具有的优于传统机械加工的特点又进一步促使人们对它进行研究和应用，因此，到目前为止，特种加工技术已经有了很多种类，所能达到的加工精度和生产效率也越来越高。

可以说，特种加工技术已经成为现代机械制造行业必不可少的一种加工方法。

传统的机械加工利用机械能和切削力对金属进行加工，而特种加工主要利用电能、化学能、光能、声能和热能等能量来去除金属，因此特种加工技术可以用来加工各种高硬度、高强度、高脆性和高韧性的金属或者非金属材料。

由于特种加工采用广义上的刀具，例如激光、超声波、电子束和离子束等，所以易于实现加工过程的全自动化，这对于现代化生产的组织和管理有着很重要的意义。

超硬刀具在加工硬脆难加工材料中的应用来源:数控机床网　作者:数控车床　栏目:行业动态　一 前言某些机器零件采用了难加工材料制造．其中包括一些高硬度的脆性材料。

在这个加工领域中，超硬刀具能够发挥很大的作用。

除天然金刚石外，人造金刚百在近年来巳得到了更为广泛的应用。

人造金刚石是以石墨为原料，加入催化剂，经过高温、高压制成单晶金刚石细粉．可用作磨料。

再用金刚石细粉加入粘结剂，经过又一次高温、高压工艺，从而可以制成聚晶金刚石刀片或其它制品。

用类似的工艺．亦可制成以硬质合金作为基底的金刚石复合刀片(PCD)。

另一种最新的方法，是用化学气相沉积(CVD)工艺，在硬质合金或陶瓷刀片上涂覆一层金刚石薄膜(厚度约为1Oµm～25µm)，形成金刚石涂层刃片(简称CD)。

或先沉积出厚度在0.4mm 以上的金刚石厚膜，再焊在硬质合金基体上，形成金刚石厚膜刀片(简称TFD)。

CD和TFD是发展中的技术，但很有应用前景。

以六方氯化硼(HBN)为原料，用上述相同的高温、高压工艺．可制成聚晶立方氮化硼(CBN)刀片或CBN复合刀片。

二、金刚石刀具与立方氮化硼刀具的性能金刚石与CBN的晶体结构均为面心立方，耐磨性极强。

人造金刚石的硬度可达HV8000～9000，CBN硬度可达HV6000～7000。

两者的密度均约为0.5g/cm3，与Al203及Si3N4的密度相近。

它们的导热性能很好。

金刚石的导热素数为2000W/(m·K)，CBN为1300W/(m·K)，分别是紫铜的5倍和3.2倍．分别是硬质合金的40倍和25倍。

它们的线膨胀系数较小，金刚石为(O.9～1.18)×1O-6/K，CBN为(2.1～2.3)×1O-6/K，分别是硬质合盒的1/6和1/3。

它们的弹性模量很高，金刚石为(850～900)GPa，CBN为720GPa，显著高于硬厨合盒和陶瓷。

高速加工中超硬材料刀具的性能及进展高速加工可选的刀具拥有超硬材质，自动化现今的总体进展都不可脱离高速技工。

从现今来看，制造技术融汇了高速的新式加工，超硬质地的各类刀具可用作加工石材、有色金属及陶瓷、复合性的强化纤维、高强度钢及耐磨性的铸铁。

对于此解析了超硬材质刀具用作高速加工的现存性能；结合加工实践探析了未来加工的进展趋向。

标签：高速加工；超硬材料刀具；性能；进展0 引言超硬材质制作出来的刀具含有氮化硼的聚晶刀具、金刚石的刀具、其他多类的刀具。

针对超硬刀具，若要用作常态加工那么有必要辨析这类刀具拥有的本身特质。

结合行业现状，解析了更高水准的高速加工[1]。

相比传统加工，超硬刀具加工表现出独有的新优势，可节能耗费的总体成本并提快了加工速率。

解析刀具性能，为日常加工提供了必备参照，依照不同状态下的自动加工筛选不同特质的可用刀具。

1 自动性高速加工自动化范围内的高速加工依托于设备本体高速的转动，选取超硬刀具从根本入手增添了切除率，加工可得更为优质的各类构件。

对比常规加工，高速性的自动加工可缩减超出30%的切削作用，提升了40%总体去除率。

从现有趋向看，高速加工针对于复合类的新型材质、石材及塑料、有色金属及强化性的纤维都是合适的。

有些材质较难被加工，例如不锈钢及高锰钢、耐磨性的铸铁合金、强度较优的钢合金，这些材质也适合于超硬刀具[2]。

超硬材料可用于制备多样刀具，但要慎重调控至最佳的几何形态、刀柄系统及镀层，选取平衡技术以便于加工独特的某些材质。

针对于切削性的高速刀具也要增添原先的抗弯及耐磨性，高温状态下应能更加耐磨，工艺性能优良。

超硬刀具更适宜制作毛坯、焊接或磨削零配件。

现存刀具多采纳了立方聚晶性的、金刚石的超硬刀具，也可选取其他原材制备刀具。

2 超硬刀具本身的性能2.1 氮化硼的聚晶刀具立方的氮化硼被归入超硬材质，在上世纪中期，高压高温状态下的氮化硼合成被创设出来。

相比来看氮化硼表现出偏低的本身硬度且没能超出金刚石。

特种加工技术论文特种加工技术及其应用研究摘要：本文简述了特种加工技术的概念、分类，重点阐述了其领域的实际应用与研究发展方向。

关键词：特种加工；特点；应用；研究方向1特种加工涵义特种加工是相对传统切削加工而言，本质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等对工件进行加工的工艺方法总称。

目前常用的有电火花加工、超声波加工、激光加工，除此之外还有电化学加工、电子束加工等。

它与传统切削加工相比具有：加工过程不再主要依靠机械能，而是直接或复合利用其它能量完成工件的加工；加工所用工具材料的硬度可大大低于被加工材料硬度，有时甚至无需使用工具即可完成对工件的加工；加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力；加工方法日新月异等特点。

2 特种加工分类、方法及应用电火花成形（穿孔）加工：该法可加工任何导电材料。

它是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极（纯铜或石墨）对工件进行复制加工的工艺方法，可用于加工型腔模（锻模、压铸模、注塑模等）和型腔零件；加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小异型孔、小深孔等。

其中最为典型的应用是在YG8(硬质合金)工件上，加工一个直径1mm深80mm的孔，只需12分钟；电火花双轴回转展成法加工凹凸球面、球头；电火花共轭同步回转可加工精密螺纹、齿轮等复杂表面；目前已能加工出0.005mm的短微细轴和0.008mm的浅微细孔，以及直径小于1mm的齿轮。

电火花线切割加工：它是利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电腐蚀，实现切割成形的加工方法。

它同样可以加工任何导电材料；加工各种形状的冲模、切割电火花成形加工用的电极、切割零件等。

典型的应用例如：试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心芯；切割斜度锥面、上下异形面工件；工件倾斜数控回转切割加工双曲面零件；数控三轴联动加分度切割加工扭转四方锥台。

超声波加工：它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法。

超硬材料的性能和应用材料成型及控制工程2009级2班张天珍学号：20091420224摘要：超硬材料在工业发展进程中扮演了至关重要的角色。

随着时代发展和技术的更新，将越来越受到人们的关注。

本文立足事实基础，以超硬材料多年的发展历史为背景，详细介绍了超硬材料的基本性能以及在工业、军工、航空航天、电子、机械、汽车、机床工具、精密制造、医疗、石材、建材等方面的应用。

重点介绍了金刚石和立方氮化硼的性能和应用关键词：超硬材料金刚石立方氮化硼性能应用1、引言金刚石及立方氮化硼称为超硬材料,是因为它们具有超凡的高硬度特性。

金刚石是自然界已知物质中最硬的物质, 还具有高绝缘性、优异的耐磨性和良好的导热性。

立方氮化硼的硬度仅次于金刚石, 还具有高耐磨、低摩擦系数、优异的耐热性和化学稳定性,特别是对铁族金属呈化学惰性,尤其适合于加工硬而脆的铁族金属材料。

立方氮化硼的这一特点是金刚石所不能比拟的。

这样, 立方氮化硼就以其独特的优越性与金刚石相互补充,构成了超硬材料的两大体系。

超硬材料具有其他材料无可比拟的优异力学、热学、光学、声学、电学和生物等性能，享有“材料之王”赞誉，是用途广泛的极端材料，不仅可加工世界上所有的已知材料，而且可制成性能极端的功能性器件，在诸多应用领域具有不可替代性。

超硬材料及制品已广泛应用于军工、航空航天、电子、机械、汽车、机床工具、精密制造、医疗、石材、建材、机场、清洁能源、高速铁路、公路、石油与天然气钻井、地质勘探、煤炭及矿物采掘、救灾抢险、家庭装修等国计民生的各个领域。

2、金刚石的性能和应用2.1金刚石的发展史人类最早发现先金刚石是在公元前800年，但直到18实际末，才开始对金刚石有了系统科学的研究。

法国人拉瓦锡发现金刚石可燃烧，英国人费南腾研究证实金刚石是碳的同素异形体。

1955年由美国通用电气公司首次以石墨为原料在高温高压条件下合成出金刚石，从此，工业技术领域进入新的时代。

2.2金刚石的性能金刚石是自然界已知物质中硬度最高的材料。

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用随着现代制造技术的不断发展，机械冷加工已经成为了工业制造中的重要方法之一。

在材料切削加工中，刀具的性能直接影响加工效率和加工质量。

近年来，超硬材料刀具在机械冷加工中的应用逐渐增多，具有很大的优势。

超硬材料刀具具有较高的硬度、强度、耐磨性、耐高温性、热稳定性和化学惰性等优良特性。

这些特性使得超硬材料刀具能够在加工过程中保持稳定的切削质量，提高加工效率和加工精度，同时还能减少切削力和热变形等问题。

因此，超硬材料刀具已成为现代机械冷加工的重要工具。

在机械冷加工中，超硬材料刀具应用广泛，常见的切削任务包括钻孔、铣削、车削和磨削等。

下面将就超硬材料刀具在这些切削任务中的应用进行介绍。

钻孔是机械冷加工中最常见的工作之一，超硬材料刀具在钻孔中的应用已经有了很大的发展。

超硬材料刀具钻头具有很强的耐磨性和刚性，可以在钻孔的过程中保持较高的切削效率和准确度。

除此之外，超硬材料刀具还能够在钻孔中实现高速切削和长寿命的效果。

铣削是另一种常见的机械冷加工任务，超硬材料刀具在铣削中的应用范围也很广泛。

超硬合金刀具因具有良好的热稳定性和耐高温性，在高速铣削中表现出良好的效果。

此外，超硬合金铣刀还可用于切削硬材料、难切削材料甚至非金属材料。

车削也是机械冷加工任务之一，而超硬材料刀具在车削中的应用可以达到较高的精度和效率。

超硬合金车刀具具有良好的耐磨性和刚性，适用于高速车削。

此外，还可以通过涂覆TiN、TiC、TiCN等附着层来增加超硬材料车刀具的耐磨性和其他性能。

磨削是另一种重要的机械冷加工任务，磨削过程中的切削力和温度会导致刀具磨损和热变形。

超硬材料磨削刀具因具有优异的耐磨性和耐高温性，在磨削中发挥着重要的作用。

超硬材料磨削刀具能够快速地去除切削表面的材料，并且能够减少磨损和热变形。