金剛石刀具

        天然金剛石是目前（qián）已知礦物中最硬的物（wù）質，主要用於製備刀具車刀。天然金剛石刀具精細研磨後刃口半徑可達0.01~0.002μm。其中天然單晶（jīng）金剛石刀具切削刃部位經高倍放大1500倍任然觀察到刀刃（rèn）光滑。天然單晶金剛石車削（xuē）鋁製活塞時Ra為15a~50μm。采用天然單晶金剛石刀具配合精密車床進行精密和超（chāo）精密加工（gōng），可獲得鏡麵表麵。

PCD是高溫超高壓條件下通過鈷等（děng）金屬結合劑將金剛石微粉聚集燒結合成的多晶體（tǐ）材料，又稱燒結金剛石。聚晶（jīng）金剛石刀具整體燒結成銑刀，用於銑削加（jiā）工，PCD晶粒呈無序（xù）排列狀態（tài），屬各向同性，硬度均勻，石墨化溫度（dù）為550℃。刀具具有高硬度，高導熱性、低熱（rè）脹係數、高彈性模量（liàng）和低摩擦係數。刀刃非常鋒利等特點。

人造聚晶（jīng）金剛石複合片（PDC）刀具

        為提高PCD刀片的韌性和可焊性，常將PCD與硬質合（hé）金刀體做成人造聚晶金（jīn）剛（gāng）石複合刀（dāo）片（PCD）。即在硬質合（hé）金基底其表麵壓製一層（céng）0.5~1mm厚的PCD燒結而成。複合刀片的（de）抗彎硬度與硬質（zhì）合（hé）金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。

CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具

        金剛石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金剛石厚膜一次焊（hàn）接至（zhì）基體（通常為K類硬質合金）上，形（xíng）成（chéng）複合片，然後（hòu）拋光複合片，二（èr）次焊（hàn）接至導體上，刃磨成需要的形狀和刃口。金剛石厚膜（金剛石（shí）膜厚度（dù）達（dá）30μm），具（jù）有硬度高，耐磨損、摩擦係（xì）數（shù）小等特點，是製（zhì）造切削有色金屬和非金屬材料刀具的理想材（cái）料。

        金剛石塗層刀具（jù）是用CVD法直接在硬質合金（K類硬（yìng）質合金）或陶瓷等基體上層積一層1~25μm金剛石薄膜，無解理麵各向同性。薄膜塗層刀具硬度（dù）達9800~10000HV。熱導率高，室溫下（xià）導（dǎo）熱係數高達（dá）2000W/m▪k,而硬質合金刀具導熱係數僅為80~100W/m▪k。CVD方法金剛石可以塗層刀任何複雜形狀的（de）刀具上，這是聚晶金剛石無法（fǎ）擁有（yǒu）的最顯著的優勢。

由（yóu）以上幾種金剛石刀具不難看出

        優點：金剛石刀具的彈性模量大，斷裂強度高（gāo）（比氧化鋁高3倍），切（qiē）削刃鈍圓半徑值可以（yǐ）磨得很小，不易斷裂（liè），能長期保持切削刃的鋒利程度；金剛石刀具的（de）熱膨脹（zhàng）係數小，熱變形小。

        缺點：PCD及人造聚晶金剛石複合（hé）片（PCD）刀具的刃口鋒利性和加工的工（gōng）件表麵質量低於ND，同時其可加工性（xìng）很差，磨削比小，難以根據刀頭的幾（jǐ）何（hé）形狀任（rèn）意成型。因此目前（qián）利用人造聚晶金剛石複合（hé）片隻能製備車刀，至今還不能製造帶斷屑槽的可轉位刀（dāo）片和曲麵幾何形狀銑刀。又由於金剛石焊（hàn）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（cǐ）外，金剛石不是碳的穩定（dìng）狀態，遇熱易氧化（huà）和石墨化，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（dāo）具進行切削時須對切削區進行強製風（fēng）冷或進行酒（jiǔ）精噴霧冷卻（què）務實刀（dāo）尖溫度降至650℃以（yǐ）下。同時，由於（yú）金剛石（shí）是由碳原子（zǐ）組成的，它與鐵族元素（sù）的親和力（lì）大，故不能用金剛石刀（dāo）具切削鋼鐵材料。