金剛石刀具

        天然金剛（gāng）石是目前已知礦物中最硬的物質，主要用於製（zhì）備刀具（jù）車刀。天然金剛石刀具（jù）精細研磨後刃口半徑可達0.01~0.002μm。其中天然單晶金（jīn）剛石刀具切削刃部位經高倍（bèi）放大1500倍任然觀察到刀刃光滑。天然單晶金剛石（shí）車（chē）削鋁製活塞時Ra為15a~50μm。采用（yòng）天然（rán）單晶金剛石刀具配（pèi）合精密車床進（jìn）行精密和超精密加工，可獲得（dé）鏡麵表麵。

PCD是高溫超高壓（yā）條件下通過鈷等金屬結（jié）合劑將金剛石微粉聚集燒結合成的多晶體材（cái）料，又稱燒（shāo）結金剛石（shí）。聚晶金剛（gāng）石（shí）刀具整體（tǐ）燒結成銑（xǐ）刀，用於銑削加工，PCD晶粒呈無序排列狀態，屬各向同性，硬度均勻，石墨化溫度為550℃。刀具具有（yǒu）高硬度（dù），高導熱性、低熱脹係數、高彈性模量和低摩擦（cā）係（xì）數。刀刃非常鋒利等特點。

人造聚晶金（jīn）剛石複合片（PDC）刀具

        為提高PCD刀片（piàn）的韌性和可焊性，常將PCD與硬質合金刀體做成人造聚晶金剛石複合刀片（PCD）。即在硬質合金基底其表麵壓製一層0.5~1mm厚的PCD燒結而成。複合刀片的抗彎硬度與硬質合金基本一致，硬度接近PCD，故可（kě）以替代（dài）PCD使用。

CVD金剛石（shí）厚膜（mó）（TDF）焊接刀具

        金剛石厚膜焊接刀具是（shì）把激（jī）光切割（gē）好CVD金剛（gāng）石厚膜（mó）一次焊接至基體（通（tōng）常為K類硬質合金）上，形成複合片，然後拋光複合片，二次焊接至導體（tǐ）上，刃磨成需要（yào）的形狀和刃口。金剛石厚膜（金（jīn）剛石（shí）膜厚度（dù）達30μm），具有硬（yìng）度高，耐磨損、摩擦係數小等特點，是製造切削有色金屬和非金屬材料刀（dāo）具的理想材料。

        金剛石塗層刀具是用CVD法直接在硬質合金（K類硬質合金）或陶瓷等基體上層積一層（céng）1~25μm金剛石薄膜，無解理麵各向同性。薄膜塗層刀具硬（yìng）度達9800~10000HV。熱（rè）導率高，室溫下導熱係（xì）數高達2000W/m▪k,而硬質（zhì）合金刀具導熱係數僅為80~100W/m▪k。CVD方法金剛石可以（yǐ）塗層刀（dāo）任何複雜形狀的（de）刀具上，這是聚晶金剛石無法（fǎ）擁有的最（zuì）顯著的優（yōu）勢。

由以上幾種金剛石刀具不難看出（chū）

        優點：金剛石刀（dāo）具的彈性模量大，斷裂強度（dù）高（比氧化鋁高3倍（bèi）），切削刃鈍圓半徑值可以磨得很小，不易斷裂，能長期保持切削刃的鋒利程度（dù）；金剛石刀具（jù）的（de）熱膨脹係數（shù）小，熱變形小。

        缺點：PCD及人造聚晶金（jīn）剛石複合片（PCD）刀具的刃（rèn）口鋒利性和加工的工件表麵質量低於ND，同時其可加工（gōng）性很差，磨（mó）削比小，難（nán）以根（gēn）據（jù）刀頭的幾何形狀任意成型（xíng）。因此（cǐ）目前利用人造聚晶金剛石複合片隻能製備車刀，至今還（hái）不能製造帶斷屑槽的可轉位刀片（piàn）和曲麵幾何（hé）形狀銑刀。又由於金剛石（shí）焊接過程（chéng）工藝複雜，CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具也尚未大批量應用。此外，金剛石（shí）不是（shì）碳的穩定狀態，遇熱易氧化和（hé）石（shí）墨（mò）化（huà），開始氧化的溫度為900-1000K，開始石墨化的溫度為1800K，故用金剛石刀具進行切削時須對切削區進行強製風冷或進行酒精噴霧（wù）冷卻（què）務實刀尖溫度（dù）降至650℃以下。同（tóng）時，由於金剛石是由碳原子組成（chéng）的（de），它與鐵族元素的親和力大，故不能用金剛石刀具切削鋼鐵材料。