金剛石刀具材料應(yīng)具備基本性能

  

  刀具材料的選擇對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動等作用。因此，刀具材料應(yīng)具備如下一些基本性能：

  (1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。

  (2) 強度和韌性。刀具材料應(yīng)具備較高的強度和韌性，以便承受切削力、沖擊和振動，防止刀具脆性斷裂和崩刃。

  

  (3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好，能承受高的切削溫度，具備良好的抗氧化能力。

  (4) 工藝性能和經(jīng)濟性。刀具材料應(yīng)具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能價格比。

  二、刀具材料的種類、性能、特點、應(yīng)用

  1．金剛石刀具材料金剛石是碳的同素異構(gòu)體，它是自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最硬的一種材料。

  金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導(dǎo)熱性能，在有色金屬和非金屬材料加工中得到廣泛的應(yīng)用。尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具品種。可實現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性、長壽命加工的金剛石刀具是現(xiàn)代數(shù)控加工中不可缺少的重要工具。

  ⑴ 金剛石刀具的種類

  ① 天然金剛石刀具：天然金剛石作為切削刀具已有上百年的歷史了，天然單晶金剛石刀具經(jīng)過精細研磨，刃口能磨得極其鋒利，刃口半徑可達0.002μm，能實現(xiàn)超薄切削，可以加工出極高的工件精度和極低的表面粗糙度，是公認的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。

  ② PCD金剛石刀具：天然金剛石價格昂貴，金剛石廣泛應(yīng)用于切削加工的還是聚晶金剛石(PCD)，自20世紀70年代初，采用高溫高壓合成技術(shù)制備的聚晶金剛石(Polycrystauine diamond，簡稱PCD刀片研制成功以后，在很多場合下天然金剛石刀具已經(jīng)被人造聚晶金剛石所代替。

  PCD原料來源豐富，其價格只有天然金剛石的幾十分之一至十幾分之一。PCD刀具無法磨出極其鋒利的刃口，加工的工件表面質(zhì)量也不如天然金剛石，現(xiàn)在工業(yè)中還不能方便地制造帶有斷屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用于有色金屬和非金屬的精切，很難達到超精密鏡面切削。

  ③ CVD金剛石刀具：自從20世紀70年代末至80年代初，CVD金剛石技術(shù)在日本出現(xiàn)。CVD金剛石是指用化學(xué)氣相沉積法(CVD)在異質(zhì)基體(如硬質(zhì)合金、陶瓷等)上合成金剛石膜，CVD金剛石具有與天然金剛石完全相同的結(jié)構(gòu)和特性。CVD金剛石的性能與天然金剛石相比十分接近，兼有天然單晶金剛石和聚晶金剛石(PCD)的優(yōu)點，在一定程度上又克服了它們的不足。

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