赛利：使用金刚石对碳纤维复合材料进行机加工

　　CemeCon公司经过多年的涂层研究，其涂层技术已经走在了行业的前沿，其产品在航空领域也有成熟的技术使用，碳纤维增强塑料（CFRP）在航空领域的地位可能变得更加重要。

　　在相当长的时间里，碳纤维增强塑料（CFRP）都是航天工业不可缺少的材料。作为一种重量极轻的替代材料，在某些渐增的应用中，碳纤维增强塑料的地位已经居于铝之上。

　　使用碳纤维增强塑料（CFRP）除了可以使重量有显著的降低之外（即使与重量已经很轻的铝相比，仍然可以减少高达40％的重量），还可以使零部件更坚固，并且更坚硬。CFRP能够明显消除机械振动，并且降低零部件的体积和质量。这些都能显著提高飞机和汽车的性能。

　　这也就决定了CFRP的百分比在航空领域稳步增长：1983年，建造A310飞机时使用了不到5％的CFRP；而今天生产A380时却达到了25％。CFRP的大量使用使飞机重量减少了大约15吨。专家预测，到2012年，产A350时将会使用超过50％以上的碳纤维材料。到2020年，航空公司基本上可以实现每公里的燃油消耗减少50％，二氧化碳排放量减少大约80％。

　　但是，在对碳纤维增强塑料进行机加工时需要大量的工具，在这方面，用户如果使用多层金刚石涂层技术对于这种具有高度磨蚀作用的碳纤维增强塑料进行再加工，将能够获得更好的效果。

　　最坚硬的涂层有极强的耐磨蚀要求

　　在零部件加工过程中，坚硬的碳纤维会对刀刃产生极高的磨蚀磨损，这就要求切割材料和涂层具有最高的硬度。此外，纤维还必须分离，以使它们不会产生非常不牢固的和对热非常敏感的树脂基复合材料。因此，开发机加工工具的重点，必须清醒地放在提高生产力上。这些措施包括进料速度和工具使用寿命，而且还要坚持高的质量要求。

　　是否在工业生产中大量使用金刚石的涂层，是根据客户和具体的应用而构建的，因为每个工具制造商，对于其工具的性能都有自己具体的要求。要求的工具使用寿命或进料速度，只有通过高品质和完美适合的金刚石涂层才能实现。与无涂层的工具相比，在某些应用中，以这种方式性能有可能提高500％以上。举例说明，使用无涂层的工具钻90个钻孔，与使用没有故障的有涂层工具钻500个钻孔相比，这对涂层的性能产生巨大的影响。使用金刚石涂层，甚至飞机制造商要求的高达H8级的高公差界定也可以实现。

　　结论：

　　金刚石涂层是精心开发的钻孔或铣削工具最理想的涂饰，因此在完整的“工具”概念中，它是一个重要的组成部分。是飞机制造过程中不可或缺的一环。

　　多层金刚石应对粘着问题

　　多层金刚石涂层是将具有不同特点和不同结构的金刚石涂层，结合成不可分割的一个完整的单位。它们是为加工CFRP和其它复合材料和夹心材料预先设定的，其中这些材料都有一个倾向，就是容易粘着或沉积。最佳的薄膜应力条件和良好的粘附性是极其坚硬之外的另一个优势，它保证多层金刚石涂层能够有一个长的使用寿命。

图中是使用带金刚石涂层的埋头钻进行机加工的一个CFRP材料的大浅盘。钻后的效果是，钻孔十分干净，没有任何CFRP脱落层。

（刘海涛）

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