金剛石刀具

        天然金剛石是目前已知礦物中最硬的物質，主要用於製備刀具車刀（dāo）。天然金剛石刀具精細研磨後刃（rèn）口半（bàn）徑（jìng）可達0.01~0.002μm。其中天然單晶金剛石刀具切削刃部位經高倍放大1500倍任（rèn）然觀察到刀（dāo）刃光滑。天然單晶（jīng）金剛（gāng）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（chē）床進（jìn）行精密和超精密加（jiā）工，可獲得鏡麵表（biǎo）麵（miàn）。

PCD是高溫超高壓條件下（xià）通過（guò）鈷等金屬結合劑將金（jīn）剛（gāng）石微粉聚集燒結合成的多晶體材料，又（yòu）稱燒結金剛石。聚晶金剛石刀具整體燒結成銑刀（dāo），用於（yú）銑削加工，PCD晶粒呈無序排（pái）列狀態，屬各向同性，硬度均勻，石（shí）墨化溫度為550℃。刀具具有高硬度，高導熱（rè）性、低（dī）熱脹係數（shù）、高彈（dàn）性模（mó）量和（hé）低（dī）摩擦係數。刀刃非（fēi）常鋒利等（děng）特點（diǎn）。

人造聚晶金剛石複合片（PDC）刀具

        為提高PCD刀片的韌性和可焊性（xìng），常將PCD與（yǔ）硬（yìng）質合金刀體做成人造聚（jù）晶金剛石複合刀片（PCD）。即在硬質合金基底其表麵壓（yā）製一層0.5~1mm厚的PCD燒結而成。複合刀片的（de）抗彎硬度與硬質合金基本一致，硬（yìng）度接近PCD，故可以替（tì）代PCD使用。

CVD金剛石厚膜（TDF）焊接（jiē）刀（dāo）具（jù）

        金剛石（shí）厚膜焊接刀具（jù）是把激（jī）光切割好CVD金剛石厚膜一次焊接至基體（通常為K類硬質合金）上，形成複合片，然後拋（pāo）光複合片，二次焊接至導體上，刃磨成需要的形狀和刃口。金剛石厚膜（金剛（gāng）石膜厚度達（dá）30μm），具有硬度高，耐磨損、摩擦係數小等（děng）特點（diǎn），是（shì）製造（zào）切削有色金屬和非金屬材（cái）料刀具的理想材料。

        金剛石（shí）塗層刀具（jù）是用（yòng）CVD法（fǎ）直接在硬質合金（K類硬質合金）或（huò）陶瓷等基體上層積一（yī）層（céng）1~25μm金剛石薄膜，無解（jiě）理麵各向同性。薄膜塗層刀具硬度達9800~10000HV。熱導率高，室溫（wēn）下導熱係（xì）數高（gāo）達（dá）2000W/m▪k,而硬質合金（jīn）刀具導熱係（xì）數僅為80~100W/m▪k。CVD方法金剛石可以塗層刀任何複雜形（xíng）狀的刀（dāo）具上，這是聚晶金剛石無（wú）法擁有的最顯著的（de）優勢。

由以上（shàng）幾種金剛石刀具（jù）不難看出

        優點：金剛石刀具（jù）的彈性模（mó）量大（dà），斷裂強度高（比氧化鋁高3倍（bèi）），切削刃鈍（dùn）圓半徑值可（kě）以磨得很（hěn）小，不易斷（duàn）裂，能長期保持切削刃的鋒利程度（dù）；金剛石刀具（jù）的熱膨脹係數小，熱變形小。

        缺（quē）點：PCD及人造（zào）聚晶金剛石複合片（PCD）刀具的刃口鋒利（lì）性和加工的工件（jiàn）表麵質量低於ND，同時其可（kě）加工性很差，磨削比小，難以（yǐ）根據刀頭的幾何形狀任意成型。因此目前利用（yòng）人造聚晶金剛石複合片（piàn）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（yóu）於金剛石焊（hàn）接過（guò）程（chéng）工（gōng）藝複雜，CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀（dāo）具也尚未大批（pī）量應用。此外，金剛石不是碳的穩定狀態（tài），遇熱易（yì）氧化和石墨化（huà），開始氧化的溫度為900-1000K，開始石墨化的溫度（dù）為1800K，故用金剛（gāng）石（shí）刀具進行切削（xuē）時須對切削區（qū）進行強製風冷或進行酒精噴霧冷卻務（wù）實刀尖溫度（dù）降至650℃以下。同（tóng）時，由於（yú）金剛石是由（yóu）碳原（yuán）子組成的，它與鐵族元素的（de）親和力大，故不（bú）能用金剛石刀具切削鋼鐵材料。