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通常來(lái)說(shuō)，金剛石刀具不僅具有極高的硬度，還有著(zhù)極高的耐磨性、低摩擦系數、高彈性模量、高熱導、低熱膨脹系數以及與非鐵金屬親和力小等多種優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诜墙饘儆泊嗖牧先缡?、高耐磨材料、復合材料、高硅鋁合金及其它韌性有色金屬材料的精密加工。另外金剛石刀具的類(lèi)型繁多，不同種類(lèi)間性能差異顯著(zhù)，在結構、制備方法和應用領(lǐng)域都有很大區別。目前金剛石的主要加工方式有以下四種：薄膜涂層刀具、厚膜金剛石焊接刀具、金剛石燒結體刀具和單晶金剛石刀具。
1、薄膜涂層刀具
（1）薄膜涂層刀具是在剛性及高溫特性好的集體材料上通過(guò)化學(xué)氣相沉積法(CVD)沉積金剛石薄膜制成的刀具。由于SiN4系陶瓷、WC+Co系硬質(zhì)合金以及金屬W的熱膨脹系與金剛石接近，制膜時(shí)產(chǎn)生的熱應力小，因此可作為刀體的基體材料。WC+Co系硬質(zhì)合金中，粘結相Co的存在易使金剛石薄膜與基體之間形成石墨而降低附著(zhù)強度，在沉積前需進(jìn)行預處理以消除Co的影響(一般通過(guò)酸腐蝕去Co)。
（2）化學(xué)氣相沉積法是采用一定的方法把含有C源的氣體激活，在極低的氣體壓強下，使碳原子在一定區域沉積下來(lái)，碳原子在凝聚、沉積過(guò)程中形成金剛石相。目前用于沉積金剛石的CVD法主要包括：微波、熱燈絲、直流電弧噴射法等。
（3）金剛石薄膜的優(yōu)點(diǎn)是可應用于各種幾何形狀復雜的刀具，如帶有切屑的刀片、端銑刀、鉸刀及鉆頭；可以用來(lái)切削許多非金屬材料，切削時(shí)切削力小、變形小、工作平穩、磨損慢、工件不易變形，適用于工件材質(zhì)好、公差小的精加工。主要缺點(diǎn)是金剛石薄膜與基體的粘接力較差，金剛石薄膜刀具不具有重磨性。
2、厚膜金剛石焊接刀具
（1）金剛石厚膜焊接刀具的制作過(guò)程一般包括：大面積的金剛石膜的制備；將金剛石膜切成刀具需要的形狀尺寸；金剛石厚膜與刀具基體材料的焊接；金剛石厚膜刀具切削刃的研磨與拋光。
（2）常用的制備金剛石厚膜的工藝方法是直流等離子體射流CVD法。將金剛石沉積到WC+Co合金(表面進(jìn)行鏡面加工)上，在基體的冷卻過(guò)程中，金剛石膜自動(dòng)脫落。此方法沉積速度快(最高可達930μm/h)，晶格之間結合比較緊密，但是生長(cháng)表面比較粗糙。金剛石膜硬度高、耐磨、不導電決定了它的切割方法是激光切割(切割可在空氣、氧氣和氬氣的環(huán)境中進(jìn)行)。采用激光切割不僅能將金剛石厚膜切割成所需要的形狀和尺寸，還可以切出刀具的后角，具有切縫窄、高效等優(yōu)點(diǎn)。
（3）金剛石與一般的金屬及其合金之間具有很高的界面能，致使金剛石不能被一般的低熔點(diǎn)合金所浸潤，可焊性極差。目前主要通過(guò)在銅銀合金焊料中添加強碳化物形成元素或通過(guò)對金剛石表面進(jìn)行金屬化處理來(lái)提高金剛石與金屬之間的可焊性。
（4）焊料一般用含Ti的銅銀合金，不加助熔劑在惰性氣體或真空中焊接。常用的釬料成分Ag=68.8wt%，Cu=26.7wt%，Ti=4.5wt%，常用的制備方法是電弧熔煉法和粉末冶金法。Ti作為活性元素在焊接過(guò)程中與C反映生成TiC，可提高金剛石與焊料的潤濕性和粘結強度。加熱溫度一般為850℃，保溫10分鐘，緩冷以減小內應力。
（5）金剛石表面的金屬化是通過(guò)表面處理技術(shù)在金剛石表面鍍覆金屬，使其表面具有金屬或類(lèi)金屬的性能。一般是在金剛石的表面鍍Ti，Ti與C反應生成TiC，TiC 與Ag-Cu合金釬料有較好的潤濕性和結合強度。目前常用的鍍鈦方法有：真空物理氣相沉積(PVD，主要包括真空蒸發(fā)鍍、真空濺射鍍、真空離子鍍等)，化學(xué)氣相鍍和粉末覆蓋燒結。PVD法單次鍍覆量低，鍍覆過(guò)程中金剛石的溫度低于500℃，鍍層與金剛石之間是物理附著(zhù)、無(wú)化學(xué)冶金。CVD法Ti與金剛石發(fā)生化學(xué)反應形成強力冶金結合，反應溫度高，損害金剛石。
（6）厚膜金剛石刀具的刃磨金剛石厚膜刀具的加工方法有：機械磨削，熱金屬盤(pán)研磨，離子束、激光束和等離子體刻蝕等。
3、金剛石燒結體刀具
將金剛石厚膜用滾壓研磨破壞的方法加工成平均粒度為32～37μm的金剛石晶?；蛑苯永酶邷馗邏悍ㄖ频媒饎偸Я?，把晶粒粉末堆放到WC-16wt%Co 合金上，然后用Ta箔將其隔離，在5.5GPa、1500℃條件下燒結60分鐘，制成金剛石燒結體，用此燒結體制成的車(chē)刀具有很高的耐磨性。
4、單晶金剛石刀具
單晶金剛石刀具通常是將金剛石單晶固定在小刀頭上，小刀頭用螺釘或壓板固定在車(chē)刀刀桿上。金剛石在小刀頭上的固定方法主要有：機械加固法(將金剛石底面和加壓面磨平，用壓板加壓固定在小刀頭上)；粉末冶金法(將金剛石放在合金粉末中，經(jīng)加壓在真空中燒結，使金剛石固定在小刀頭上)；粘結和釬焊法(使用無(wú)機粘結劑或其它粘結劑固定金剛石)。由于金剛石與基體的熱膨脹系數相差懸殊，金剛石易松動(dòng)，脫落。想了解更多有關(guān)金剛石刀具加工方式的內容可以聯(lián)系中山市森特精密刀具有限公司，聯(lián)系電話(huà)0760-22513913。
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關(guān)于金剛石刀具的加工方式
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