发布时间：2024-04-21 来源：网络
金刚石刀具材料概述 随着汽车、 航空和航天技术的飞速发展， 对材料性能及加工技术的要求日益提高。 新型材料如碳纤维增强塑料、 颗粒增强金属基复合材料（PRMMC） 及陶瓷材料得到广泛应用。 这些材料具有强度高、 耐磨性好、 热膨胀系数小等特性， 所以对它们进行机加工会大大缩减刀具的使用寿命。 开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具是许多高校、 科研院所和企业研究的课题。 其中金刚石材料集力学、 光学、 热学、 声学、 光学等众多优异性能于一身， 具有极高的硬度， 摩擦系数小， 导热性高， 热膨胀系数和化学惰性低， 是制造刀具的理想材料。 本文对金刚...
金刚石刀具材料概述 随着汽车、 航空和航天技术的飞速发展， 对材料性能及加工技术的要求日益提高。 新型材料如碳纤维增强塑料、 颗粒增强金属基复合材料（PRMMC） 及陶瓷材料得到广泛应用。 这些材料具有强度高、 耐磨性好、 热膨胀系数小等特性， 所以对它们进行机加工会大大缩减刀具的使用寿命。 开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具是许多高校、 科研院所和企业研究的课题。 其中金刚石材料集力学、 光学、 热学、 声学、 光学等众多优异性能于一身， 具有极高的硬度， 摩擦系数小， 导热性高， 热膨胀系数和化学惰性低， 是制造刀具的理想材料。 本文对金刚石刀具材料作一概述。 1、 天然单晶金刚石 天然单晶金刚石一种各向异性单晶体。 硬度达 HV9000-10000， 自然界最硬物质。 这种材料耐磨性极好， 制成刀具切削可长时间保持尺寸稳定， 所以有很长刀具使用寿命。 天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋利。 可用于制作眼科神经外科手术刀； 可用于加工隐形眼镜曲面； 可用于切割光导玻璃纤维； 用于加工黄金、 白金首饰花纹； 最重要用途于高速超精加工有色金属及其合金。 如铝、 黄金、 巴氏合金、 铍铜、 紫铜等。 用天然金刚石制作超精加工刀具其刀尖圆弧部分 400 倍显微镜下观察无缺陷， 用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、 陀螺仪、 录像机磁鼓等。 表现粗糙度可达到 Ra（0. 01-0. 025） m。 天然金刚石材料韧性很差， 抗弯强度很低， 仅为（0. 2-0. 5） Gpa。 热稳定性差， 温度达到 700～800℃时就会失去硬度。 温度再高就会碳化。 另外， 它与铁亲和力很强， 一般不适于加工钢铁。 2、 人造单晶金刚石 人造单晶金刚石作为刀具材料， 市场上能买到目前有戴比尔斯（DE-BEERS） 生产工业级单晶金刚石材料。 这种材料硬度略逊于天然金刚石。 其它性能都与天然金刚石不相上下。 由于经过人工制造， 其解理方向尺寸变得可控统一。 随着高温高压技术发展， 人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到 8mm。 由于这种材料有相对较好一致性较低价格， 所以受到广泛关注。作为替代天然金刚石新材料， 人造单晶金刚石应用将会有大发展。 3、 人造聚晶金刚石 人造聚晶金刚石（PCD） 高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成多晶体材料。 一般情况下制成以硬质合金为基体整体圆形片， 称为聚晶金刚石复合片。 根据金刚石基体厚度不同，复合片有 1. 6mm、 3. 2mm、 4. 8mm 等不同规格。 而聚晶金刚石厚度一般 0. 5mm 左右。 目前， 国内生产 PCD 直径已经达到 19mm， 而国外如 GE 公司最大复合片直径已经做到 58mm， 戴比EMC体育 EMC易倍体育尔斯公司更达到了 74mm。 根据制作刀具需要可用激光或线切割切成不同尺寸角度刀头， 制成车刀、 镗刀、 铣刀等。 PCD 硬度比天然金刚石低（HV6000 左右）， 但抗弯强度比天然金刚石高很多。 另外， 通过调整金刚石微粉粒度浓度， 使 PCD 制品机械物理性能发生改变， 以适应不同材质、 不同加工环境需要， 为刀具用户提供了多种选择。 PCD 刀具比天然金刚石抗冲击抗震性能高出很多。 与硬质合金相比， 硬度高出 3-4 倍；耐磨性寿命高 50-100 倍； 切削速度可提高 5-20 倍； 粗糙度可达到 Ra0. 05 m。 切削效率高、加工精度稳定。 PCD 同天然金刚石一样， 不适合加工钢铸铁。 这种刀具主要用于加工有色金属及非金属材料， 如： 铝、 铜、 锌、 金、 银、 铂及其合EMC体育 EMC易倍体育金， 还有陶瓷、 碳纤维、 橡胶、 塑料等。 PCD 另一大功能加工木材石材。 PCD 刀具特别适合加工高硅铝合金， 因此汽车、 航空、 电子、 船舶工业得到了广泛应用。 4、 CVD 金刚石膜
