金剛石刀具

        天然金剛石（shí）是目前已知礦物中最硬的物質，主要用（yòng）於製備刀具車刀（dāo）。天然（rán）金剛石刀具精細研磨後刃口半徑可達0.01~0.002μm。其（qí）中天然單晶金剛石刀具切削刃（rèn）部位經（jīng）高倍放大1500倍任（rèn）然觀察到刀（dāo）刃光滑。天然單晶金剛（gāng）石車削鋁製活塞（sāi）時Ra為15a~50μm。采用天然單晶金剛石刀具（jù）配合（hé）精密車床進行精密（mì）和超精密加工，可獲得鏡（jìng）麵表麵。

PCD是高溫超高壓（yā）條件下通（tōng）過鈷等金屬結合劑（jì）將金（jīn）剛石微（wēi）粉聚集燒結合成的（de）多晶體材料，又稱燒結金剛石。聚（jù）晶金剛石刀具整體燒結成銑刀，用於銑削加工，PCD晶粒呈無序排列（liè）狀態，屬各向同性，硬度均勻，石墨化溫度為550℃。刀具具（jù）有高硬度，高導熱性、低熱脹係（xì）數（shù）、高彈性模量和低摩擦係數。刀刃非常鋒利等特點。

人造聚晶金剛石複合片（PDC）刀具

        為提高（gāo）PCD刀片（piàn）的韌性和可焊性，常將PCD與硬質合金（jīn）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（běn）一致，硬度接近PCD，故可以替（tì）代PCD使用。

CVD金剛石厚膜（TDF）焊（hàn）接刀具（jù）

        金剛石厚膜焊接刀具是把激（jī）光切割好CVD金剛石厚膜一（yī）次焊接至基體（tǐ）（通常為K類硬質合金）上，形成複合片，然後拋光複合片，二次焊接至導體上，刃磨成需要的形（xíng）狀和刃口。金剛石厚膜（mó）（金剛石膜厚度達30μm），具有硬度高，耐磨損、摩擦係數小等特點，是製造切削有色金屬和非（fēi）金屬材料刀具的理想材料（liào）。

        金剛石塗（tú）層刀具是用CVD法直接在硬（yìng）質合金（K類硬（yìng）質合金）或陶瓷等基體（tǐ）上層（céng）積一層1~25μm金剛石薄膜，無解理麵各向同（tóng）性。薄膜塗層刀（dāo）具硬度達9800~10000HV。熱導率高，室溫下導熱係數高達2000W/m▪k,而硬質合金刀具導熱係數（shù）僅為80~100W/m▪k。CVD方法金剛石可以塗（tú）層刀任何複雜形（xíng）狀的刀具上（shàng），這是聚晶金剛石無法（fǎ）擁有的（de）最顯著的優勢。

由以上幾種金剛石刀具不難看出

        優點（diǎn）：金剛石刀具的彈性模量大，斷裂強度高（比氧化鋁高3倍），切（qiē）削刃鈍圓半徑值可以磨得很（hěn）小，不易斷裂，能長期保持（chí）切削刃的鋒利程度；金剛石刀（dāo）具（jù）的熱膨脹係數小，熱變形小。

        缺點：PCD及人造聚晶金剛（gāng）石複合片（PCD）刀具的刃口鋒利性和加工的（de）工件表麵質量（liàng）低於ND，同時其可加工性很差，磨削比小，難以根據刀頭的幾何形狀任意成型（xíng）。因此目前利用人造聚晶金剛石複合片隻能製備車刀，至今還不能製造帶斷屑槽的可轉位刀片和曲麵幾何形狀銑刀。又由於（yú）金剛石焊接過程工藝複雜，CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具也尚未大批量（liàng）應用。此外，金剛石不是碳的穩定狀態，遇熱易氧化和石（shí）墨化，開（kāi）始（shǐ）氧化（huà）的溫度（dù）為900-1000K，開（kāi）始石墨化（huà）的溫度為1800K，故（gù）用金（jīn）剛石刀具進行切削時須對切削區進行強製（zhì）風冷或進行酒精噴霧冷卻務實刀尖溫度降（jiàng）至650℃以下。同時，由於金剛（gāng）石（shí）是由碳原子組成的，它與鐵族元素的親和力大，故不能用（yòng）金（jīn）剛石刀具切削鋼鐵（tiě）材料。