超硬材料加工技术及其发展趋势
崔 景
（襄阳汽车职业技术学院，湖北 襄阳 441021）
【摘 要】超硬材料主要是指金刚石和立方氮化硼。
金刚石是目前已知的世界上最硬的物质,另外C60的硬度可能不亚于金刚石，但尚未定论。
立方氮化硼硬度仅次于金刚石。
这两种超硬材料的硬度都远高于其它材料的硬度，包括磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具材料。
因此，超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。
正因如此，超硬材料在工业上获得了广泛应用。
除了用来制造工具之外，超硬材料在光学、电学、热学方面具有一些特殊性能，是一种重要的功能材料，引起了人们的高度重视，这方面的性能和用途正在不断地得到研究开发。
【关键词】超硬材料 加工技术 发展趋势
前言：机械加工和特种加工是超硬材料的两种加工技术。
超硬材料应用于航天航空等特质行业，其各项综合指标的要求是十分严格的，科学技术的进步对超硬材料的加工技术提出了越来越严格的要求。
超硬材料的加工技术关系着硬质材料的质量，关系着特种行业的发展。
下面我们将对超硬材料加工技术和发展趋势做进一步分析讨论。
1切削加工与磨削加工的机械加工工艺
1.1切削加工
切削加工是一种采用工具切除硬质材料的一种传统加工方法，它使用的是单刃超硬工具。
利用单刃超硬刀具加工的超硬材料的这种方式加工效率高效，精准周密，但是应用于机床生产制造上，对于精度要求十分苛刻，需要精湛高超的工艺技术手段，对精确度掌握十分周祥准确，差之一毫失之千里。
对于精度掌握丝毫不能松懈。
用于切削工艺的工具多种多样，每种刀具具有不同的用途。
依现实来看，国际普遍使用的刀具材料大致可分为五种，这五种刀具材料分别是陶瓷工具、立方氮化硼、金属陶瓷、硬质合金涂层工具、聚晶PCD。
现代切削工艺已经可以完成复合材料、陶瓷和塑料的加工[1]。
刀口半径越来越小，对于我们人类来说肉眼看不到微乎其微的以纳米为计算单位的切屑都可以切削。
未来将会出现强度高、抗热震性高、可靠性高的刀具材料，刀具材料未来将会沿着增加韧度补助强度、剃度、纳米复合多功能的方向发展。
1.2磨削加工
磨削加工从字面上理解是材料经过打磨后再经过削去表面工序的一种方式。
其实不然，它使用的是超硬材料经过高速旋转的砂轮挤压，在变形和断裂处进行磨削，从而在断裂变形处生成崭新的表面。
目前已有的磨削技术表面粗糙度在0.2-0.01m 之间，加工精度区间位于1-0.1m。
未来磨削工艺伴随机械制造业的改进，将来的发展方向是高度自动化。
2超硬材料的特种加工工艺
2.1碳弧气刨加工
碳弧气刨是一种碳弧经过高温，其表面的金属介质融化，然后利用压缩空气把金属介质吹掉的特种加工工艺。
碳弧气刨的加工工艺具有很多特点，下面列举出了其特点：（1）省时省力，不需要耗费过多的人力和时间，工作效率高效快速，噪声明显降低。
（2）用途广泛。
碳弧气刨采用的是热能，而不是氧化作用的化学能。
切削黑色金属自然不在话下，铸铁等难以切割的金属材料也是轻而易举。
（3）生产效率高，节约了加工费用。
（4）设备构造简单，购置成本低，使用操作方便，使用的压缩空气容易获得。
（5）查缺补漏，弥补了其它工艺焊接方面的不足，加工工艺质量大大提高。
（6）碳弧气刨这种方式也存在着缺点。
一旦不正确规范使用设备，会导致碳弧杂质增加，致使槽道堵塞，内部容易堆积烟雾和灰尘，易使设备老化。
未来碳弧气刨的工艺发展加工技术越来越安全，现代的加工技术存在着一定的安全隐患，会对操作人员造成严重的人身伤害，未来将会产生更安全可靠的加工机器设备。
未来越趋信息化，借助于现代电子信息技术，对精密度要求更加严格严谨，未来将会结合精密制造技术，更加体现柔性化和自动化[2]。
2.2电火花加工
电火花加工使用的EDM机床，它依靠的能源是物理化学反应产生的能量，用于机床上的线切割与穿孔成型。
它依据是电极间的化学与物理反应，电极间放电现象的发展变化，在这一过程要做好放电点的控制和测量。
2.3电熔爆加工
电熔爆加工技术采用的是物理方面的电力作用，还有物理学中的高温融化现象。
这种技术对加工的粗糙度和尺寸大小有一定要求。
这种技术的应用范围广泛，广泛应用于石油、航天、船舶、机械、军工、航天等多个行业，以及不锈钢等特殊材料与难以加工材料的加工[3]。
3结语
综上所述，超硬材料加工工艺分为传统的机械加工与特质加工，未来它的发展发展方向是智能化、安全性能高、纳米复合、自动化和柔性化等多功能。
超硬材料应用范围广泛，随着工艺技术的发展革新，对加工技术的不断改进，深入研究开发进程的加快，超硬材料加工工艺终有一天会更加广泛地派上用场。
参考文献：
[1]张勤俭,杨小庆,李建勇,蔡永林,王恒,曹宇男,赵路明,刘敏之.超声加工技术的现状及其发展趋势[J].电加工与模具,2012,05:11-15,40.
[2]张奎,张相法,王光祖.立方氮化硼在现代加工技术中的地位和作用[J].超硬材料工程,2013,01:47-52.
[3]邓朝晖,刘战强,张晓红.高速高效加工领域科学技术发展研究[J].机械工程学报,2010,23:106-120.
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超硬材料加工技术及其发展趋势
作者：崔景
作者单位：襄阳汽车职业技术学院,湖北 襄阳,441021
刊名：
科技展望
英文刊名：Technology Outlook
年，卷(期)：2015(12)
1.张勤俭;杨小庆;李建勇;蔡永林 王恒 曹宇男 赵路明 刘敏之超声加工技术的现状及其发展趋势 2012
2.张奎;张相法;王光祖立方氮化硼在现代加工技术中的地位和作用 2013
3.邓朝晖;刘战强;张晓红高速高效加工领域科学技术发展研究 2010
引用本文格式：崔景超硬材料加工技术及其发展趋势[期刊论文]-科技展望 2015(12)。