金剛石
金剛石是目前已知礦物材料中硬度最高、熱傳導性最好的物質，與各種（zhǒng）金屬、非金屬材料配對摩擦的磨損量僅為硬質（zhì）合金的1/50～1/800，是製作（zuò）切削刀具最理想的材料。然而，天然單晶金剛石僅用於製作首飾及某些有色金屬（shǔ）的超（chāo）精密加工（gōng）。刀具用人造大顆粒單晶金剛石盡管目（mù）前（qián）De Beers公司、住友電工（gōng）等（děng）均（jun1）已工業（yè）化生產，但還沒有進入大量應用階段。
金剛石刀具的切削刃非常（cháng）鋒利（lì）(這對切下極小斷麵的切屑是很重（chóng）要的)，刃部粗糙度很（hěn）小，摩擦係數又低，切削時不易產生積屑（xiè）瘤，加工表麵質量高（gāo）。加（jiā）工有色金屬時，表麵粗糙度可達到Ra0.012µm，加（jiā）工精度可達到IT5級以上。
金剛石刀具有三種：天然單晶金剛石刀具、整（zhěng）體人（rén）造聚晶金剛石刀具、金剛石複合刀具。天然金剛石刀具由於成本較高等原因，在實際生（shēng）產（chǎn）中應用較少。人造（zào）金剛石是通過合（hé）金觸媒的作用，在（zài）高溫高壓（yā）下由石墨轉化而成。金剛石複（fù）合刀（dāo）片是在硬質合金基體上經過高溫、高壓等先進工藝燒結一層約0.5～1µm厚的金剛石，這種材（cái）料是以硬質合金（jīn）做基體，其機械性能、熱傳導性和膨脹（zhàng）係數都近似於（yú）硬質合（hé）金（jīn），基體上（shàng）的人（rén）造多晶金剛石磨料中的金剛石晶（jīng）體呈不規則排列，其硬（yìng）度和耐磨性在各個方（fāng）向都是均（jun1）勻的。
聚晶金剛石（shí）(簡稱（chēng）PCD)是由經過篩選的人造金剛石（shí）微晶體（tǐ）在高溫（wēn）高壓下燒結而成。在燒結過（guò）程中，由於添加劑的加入，使金剛石晶體間形成以TiC、SiC、Fe、Co和Ni等為（wéi）主要成分的結（jié）合（hé）橋。金剛石晶體以共價鍵的結合形成牢固地嵌於結構橋構成的堅強骨架中，使PCD的強度和（hé）韌性都大大提高，其硬（yìng）度約為9000HV，抗彎強度為O.21～0.48GPa，導（dǎo）熱係數為20.9J/cm·sµ℃，熱膨脹係數為（wéi）3.1×10-6/℃。現在使用的聚晶金剛石刀具大多（duō）是PCD與硬質合金基體燒結形成（chéng）的複合體，即在硬質合金基體上燒結上一層PCD。PCD的厚度一般為0.5mm和0.8mm，由於底層為硬（yìng）質合金，焊接方便；又由於PCD結合橋的導電性，使得PCD便於切割加工成各種形狀，製成各種刀（dāo）具，成本遠遠低於天然金剛石。
聚晶金剛石(PCD)可加（jiā）工各種有色金屬和極耐磨（mó）的高性能非金屬材料，如鋁、銅（tóng）、鎂及（jí）其合金，硬質合金，纖維增強塑（sù）料，金屬基複合材料，木材複合材（cái）料等。PCD刀具材料（liào）中金剛石晶粒平均尺寸不同，對性能產（chǎn）生的影響也不同，晶粒尺寸越大，其耐磨性越高。在（zài）相近的刃（rèn）口加工量下，晶粒尺寸（cùn）越小，則刃口質量越好。選用晶粒尺寸為10～25µm的PCD刀具，可以500～1500m/min的高速切削Si含量12～18%的矽鋁合（hé）金，晶粒尺寸8～9µm的PCD加工Si含量小於12%的鋁合金。超精密加工，則應選用晶粒尺寸小的PCD刀具。PCD的耐磨性在超過700℃時會減弱，因其結構（gòu）中含有金屬Co，會促進“逆向反應”即由金剛石向石墨轉變。PCD有較好的斷（duàn）裂韌性，可以（yǐ）進（jìn）行斷續切削，可（kě）以以2500m/min的高速端（duān）銑Si含量10%的鋁（lǚ）合金（jīn）。
可利用金剛石材料的（de）高硬度、高耐磨性（xìng）、高導（dǎo）熱性及低摩擦係數（shù）實現有色金屬及耐磨非金屬材（cái）料的高精度、高效率、高穩定（dìng）性和高表麵光潔度加工。在切削加工（gōng）有色金屬時，PCD刀具的（de）壽命是硬質合金刀具的幾十倍甚（shèn）至幾（jǐ）百倍（bèi），是目前鋁活塞精密加工的理（lǐ）想刀具（jù）。例（lì）如：精車活塞環槽、精鏜（táng）活塞銷孔、精車活塞外圓（yuán）、精車活塞頂麵等工序。
中（zhōng）文 
English
