金刚石刀具

(WC

基体

)

刀具的< /p>

10

～

500

倍 。

主要

用于车削加工各种有色金属如铝、

铜、

镁及其合金、

硬质合金和耐磨性极强的纤

维增塑材料、

金属基复合材料、

木材等非金属材料。< /p>

切削加工时切削速度、

进给

速度和切削深 度加工条件取决于工件材料以及硬度。人造聚晶金刚石复合片

(PDC)

性能和应用接近

PCD

刀具，主要用在有色金属、硬质 合金、陶瓷、非金

属材料

(

塑料、硬质 橡胶、碳棒、木材、水泥制品等

)

、复合材料等切削加工，逐< /p>

渐替代硬质合金刀具。

由于金刚石颗粒问有部分残余粘结金属和石 墨，

其中粘结

金属以聚结态或呈叶脉状分布会减低刀具耐磨性和 寿命。

此外存在溶媒金属残留

量，

溶媒 金属与金刚石表面直接接触。

降低

(PDC)

< br>的抗氧化能力和刀具耐热温度，

故刀具切削性能不够稳定。

金刚石厚膜刀具制备过程复杂，

因金刚石与低熔点金

属及其合 金之间具有很高的界面能。金刚石很难被一般的低熔点焊料合金所浸

润。可焊性极差，难 以制作复杂几何形状刀具，故

TDF

焊接刀具不能应用在高

速铣削中。

金刚石涂层刀具可以应用于高速加工，

< br>原因是除了金刚石涂层刀具具

有优良的机械性能外，

金刚 石涂层工艺能够制备任意复杂形状铣刀，

用于高速加

工如铝钛合 金航空材料和难加工非金属材料如石墨电极等。显示为纯金刚石。

ND

< br>是目前已知矿物中最硬的物质，主要用于制备刀具车刀。天然金刚石刀具精

细研磨 后刃口半径可达

0.01

～

0.002 µm

。其中天然单晶金刚石

(Single

Crystalline Diamond

，

< br>SCD)

刀具切削刃部位经高倍放大

1500

光滑。

SCD

< br>车削铝制活塞时

Ra

可达到

4& micro;m

，

而在同样切削条件下用

PCD

刀具加工时的表面粗糙时的

Ra

为

15

～

50µm

。

故采用

SCD

刀 具配合精密

车床进行精密和超精密加工，可获得

镜面表面。

聚晶金刚石

( PCD)

刀具

PCD

是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚集烧结合成

的多晶体材 料，

又称烧结金刚石。

聚晶金刚石刀具整体烧结成铣刀，

用于铣削加

工，

PCD

晶粒呈无序排列状态，属各向同性，硬度均匀，石墨化温度为

550

< br>℃。

刀具具有高硬度、

高导热性、

低热胀系数、

高弹性模量和低摩擦系数。

刀刃非常

人造聚 晶金刚

石复合片

(PDC)

刀具

为提高

PCD

刀片 的韧性和可焊性，常将

PCD

与硬质合金刀体做成人造聚

晶金刚石复合刀片

(PDc)

。即在硬质合金 基底其表面压制一层

0.5

～

1mm< /p>

厚的

PCD

烧结而成。复合刀片的抗弯强 度与硬质合金基本一致，硬度接近

PCD

，故

< br>可以替代

PCD

使用。

PCD< /p>

及人造聚晶金刚石复合片

(PDC)

刀具 的刃口锋利性和

加工的工件表面质量低于

ND

< br>。同时其可加工性很差，磨削比小，难以根据刀头

的几何形状任意成形。

目前利用人造聚晶金刚石复合片只能制备车刀，

至今还不

能制造带断屑槽的可转位刀片和复杂三维曲面几何形状的铣刀。

CVD

金刚石厚膜

< br>(TDF)

焊接刀具

金刚石厚 膜焊接刀具是把激光切割好

CVD

金刚石厚膜一次焊接至基体< /p>

(

通

常为

K

类硬质合金

)

上，形成复合片，然后抛光复 合片，二次焊接至刀体上，刃

磨成需要的形状和刃口。如图

3( a)

所示，为

CVD

金刚石厚膜

(

金刚石膜厚度达

30µm)< /p>

，具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小等特点，是制造切削有色金属

和非金属材料刀具的理想材料。由于金刚石焊接过程工艺复杂，

CVD

< br>金刚石厚

膜

(TDF)

焊接刀具 尚未大批量应用。

金刚石涂层刀

具