金刚石刀具的刀具常识

1. 金刚石刀具的刀具常识

用户在选择和使用金刚石涂层刀具之前，必须了解有关金刚石涂层刀具的以下几点常识： 与任何其他刀具一样，金刚石涂层刀具的寿命也各不相同，主要取决于被切削材料、选用的进给率和切削速度，以及工件的几何形状等。一般来说，加工石墨的金刚石涂层刀具的寿命是未涂层硬质合金刀具的10-20 倍，在某些情况下甚至可能更长。这样，就能用一把刀具完成几乎任何加工任务，无需因刀具磨损而换刀，避免了加工中断和重新校准，从而有可能实现无人值守加工。在复合材料的加工中，也完全可能获得较长的刀具寿命。据报道，在加工高密度玻璃纤维、碳纤维和Gl0-FR4等难加工复合材料时，金刚石涂层刀具的寿命可高达未涂层硬质合金刀具的70倍。 金刚石涂层的剥落可以预防涂层剥落是金刚石涂层刀具的一个严重问题，也是一个常见问题(尤其在加工碳纤维之类材料时)，会导致刀具寿命难以预测。上世纪90年代后期，界面化学特性被确定为是影响金刚石涂层粘附性能的重要因素。通过选择兼容性好的硬质合金化学特性、采用适当的预处理技术和合理的沉积反应条件，就有可能减轻或消除金刚石涂层的剥落，稳定地实现平稳的磨损模式。在显微镜下观察正常磨损的金刚石涂层刀具，可以发现，金刚石被稳定磨损直至硬质合金基体，而没有发生崩刃或剥落。

2. 金刚石刀具的简介

金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。

3. 什么是金刚石刀具？

就是在刀具（一般指工业加工中用到的切割刀具）的刃口镶嵌金刚石的刀具。
方法有很多种，常见的方法是把金刚石用和金属粉末混合进行烧结，这样就形成了一种参杂有金刚石颗粒的金属复合材料。然后在磨制或者切割过程中，因为金属较软很容易被磨损，于是难以磨损的金刚石就慢慢露出在表面，成为最强的介质。

4. 金刚石用于刀具是利用什么性质

A、用金刚石制作刀具是利用了金刚石的物理性质--硬度大．故选项错误；
  B、干冰致冷是利用了干冰的物理性质--升华时吸热．故选项错误；
  C、用活性炭吸附冰箱里异味，是利用了活性炭的吸附性，是其物理性质，故选项错误；
  D、用焦炭冶炼金属是利用焦炭的还原性，是化学性质，故选项正确．
  故选D．

5. 金刚石刀具分类 金刚石刀具应用范围

 金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高矽铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。接下来我为大家介绍金刚石刀具分类及金刚石刀具应用范围。
  
  
  金刚石刀具分类
  1、天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002μm，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
   
  2、PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond，简称PCD刀片研制成功以后，
  在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。PCD原料来源丰富，其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。  
  PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口，加工的工件表面品质也不如天然金刚石，现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。
  3、 CVD金刚石刀具：自从20世纪70年代末至80年代初，CVD金刚石技术在日本出现。CVD金刚石是指用化学气相沉积法(CVD)在异质基体(如硬质合金、陶瓷等)上合成金刚石膜，CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。
  金刚石刀具应用范围
  1、难加工有色金属材料的加工
  加工铜、锌、铝等有色金属及其合金时，材料易粘附刀具，
  加工困难。利用金刚石摩擦系数低、与有色金属亲和力小的特点，金刚石刀具可有效防止金属与刀具发生粘结。此外，由于金刚石弹性模量大，切削时刃部变形小，对所切削的有色金属挤压变形小，可使切削过程在小变形下完成，从而可以提高加工表面品质。  
  2、难加工非金属材料的加工
  加工含有大量高硬度质点的难加工非金属材料，如玻璃纤维增强塑胶、填矽材料、硬质碳纤维/环氧树脂复合材料时，材料的硬质点使刀具磨损严重，用硬质合金刀具难以加工，而金刚石刀具硬度高、耐磨性好，因此加工效率高。
  3、超精密加工
  随着现代集成技术的问世，机加工向高精度方向发展，对刀具性能提出了相当高的要求。
  由于金刚石摩擦系数小、热膨胀系数低、导热率高，能切下极薄的切屑，切屑容易流出，与其它物质的亲和力小，不易产生积屑瘤，发热量小，导热率高，可以避免热量对刀刃和工件的影响，因此刀刃不易钝化，切削变形小，可以获得较高品质的表面。  
  
  
  金刚石刀具特点
  1、金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性：金刚石是自然界已经发现的最硬的物质； 
  2、金刚石刀具具有很低的摩擦系数：摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力； 
  3、金刚石刀具切削刃非常锋利：金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利； 
  4、金刚石刀具具有很高的导热性能：金刚石的导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，刀具切削部分温度低。 
  5、金刚石刀具具有较低的热膨胀系数：金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，由切削热引起的刀具尺寸的变化很小。 
   

6. 金刚石刀具的刀具类型

1、天然金刚石Natural Diamond(ND)； 2、人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD)；3、人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化学气相沉积涂层金刚石刀具ChemicalVapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。4、沉积厚度达100µm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD)；5、在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30µm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。 为天然金刚石拉蔓峰谱，具有以下特征：(1)1332尖锋处显示存在金刚石。(2)波型幅度(FWHM)为4.1cm-1显示为纯金刚石。ND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0.01～0.002µm。其中天然单晶金刚石(Single Crystalline Diamond，SCD)刀具切削刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。SCD车削铝制活塞时Ra可达到4µm，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。 立方氮化硼(PCBN)是继人工合成金刚石之后出现的第二种无机超硬材料,其硬度略次于金刚石,热稳定性好,耐热性可达到1400~1500度,比金刚石的耐热性(700~800度)几乎高一倍.立方氮化硼(PCBN)刀具主要适合加工各种黑色金属及其合金材料;最适合于各种淬硬钢(碳素工具钢 轴承钢 模具钢 高速钢)珠光体灰口铸铁(钒钛铸铁)冷硬铸铁高温合金(镍基合金钴基合金)及表面喷涂堆焊的加工.具有使用寿命长,减少换刀次数,补偿停机所花的时间,使数控机床和自动化生产线的高效能得到更充分的发挥,可以改变传统的机械加工方式(即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂轮精加工的方法),从而能在一台数控机床进行淬火前淬火后的车削加工(以车代磨),具有很好的经济效益.天然钻石四方拉丝模

7. 金刚石刀头的金刚石刀头的制造

在刀头制造妙技中，刀头胎体原料的选择和热压工艺是其中较为关键的枢纽。Co基、青铜基合金系被普及选择作为胎体原料，但在制造本钱和使用机能上不能做到很好的两全。经由过水平析提出了Fe-Ni-Cu-W系合金作为刀头胎体原料，经由尝试和应用，取得了较为理想的制造本钱与机能的两全。金刚石锯片刀头的制造历程可描写为在必然压力下的金属粉末的烧结历程，是一种粉末冶金历程：匀称肴杂的金属粉末在高温（800-1000℃）和必然压力下（180-250Kgf/cm2），经由过程粉末颗粒间的扩散、熔焊、化合、再结晶等一系列物理化学浸染，形成具有必然外形和机器机能的烧结体，即为刀头。对锯片刀头胎体原料的根基也要有较严的要求：1、 烧结体应具有精良的抨击袭击机能和恰当的硬度，以保证对所包裹的金刚石形成精采的机器啮合和对岩石适度的抗磨损手段；2、 能够在较低的烧结温度（一样寻常不赶过950℃）下和较短的保温时刻（一样寻常不赶过5分钟）内完成餍足上述机能要求的粉末冶金历程，以减缓金刚石单晶的劣化趋势；3、 胎体合金中的合金组元可以精采的浸润金刚石单晶，并经由过程插手的微量元素使合金组元与金刚石间孕育产生化学键合浸染，进一步进步对金刚石的哄骗手段。粉末冶金方法可以使胎体原料得到与一样寻常合金相似的构造，实现合金化。在合金构造中有多少种相，其中在电化学性子与原子半径相似的组元间，合金偏向于优天赋生固溶体相。因为固溶体相在天生历程中晶格产生畸变，使晶格位错移动时所受到的阻力增年夜，从而使原料的强度、硬度进步，即孕育产生固溶强化浸染，是以，固溶体相成为对综合机器机能要求较高原料的最根基组成相。可以说，胎体合金能形成固溶体相是实现胎体原料高机能的关键之一。按照锯片刀头胎体原料的根基要求，应选择易于在胎体合金中形成固溶体相、孕育产生固溶强化浸染的合金系作为胎体的根基因素，Fe-Ni-Cu-W系合金切合这种要求：Fe-Ni、Cu-Ni可以实现完全互溶；WC/W-Ni、WC-Cu、Fe-Cu可实现有限互溶并可以孕育产生弥散强化浸染；Fe、Ni第Ⅷ族元素对金刚石有精采的亲和性。成品后的刀头经各种不同的方式安装到基体上，经打磨、喷漆制成成品，被广泛应用的各类的生活生产操作中。

8. 聚晶金刚石刀具的性能特点

金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。