金剛石刀具匯總(金剛石刀具有哪些特點(diǎn))
1.金剛石刀具有哪些特點(diǎn)
金剛石刀具具有極高的硬度和耐磨性、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優(yōu)點(diǎn)。
可以用于非金屬硬脆材料如石墨、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。金剛石刀具類(lèi)型繁多，性能差異顯著(zhù)，不同類(lèi)型金剛石刀具的結構、制備方法和應用領(lǐng)域有較大區別。
天然金剛石刀具目前主要用于紫銅及銅合金和金、銀、銠等貴重有色金屬，以及特殊零件的超精密鏡面加工，如錄相機磁盤(pán)、光學(xué)平面鏡、多面鏡和二次曲面鏡等。但其結晶各向異性，刀具價(jià)格昂貴。
PCD的性能取決于金剛石晶粒及鈷的含量，刀具壽命為硬質(zhì)合金（WC基體）刀具的10~500倍。 主要用于車(chē)削加工各種有色金屬如鋁、銅、鎂及其合金、硬質(zhì)合金和耐磨性極強的纖維增塑材料、金屬基復合材料、木材等非金屬材料。
切削加工時(shí)切削速度、進(jìn)給速度和切削深度加工條件取決于工件材料以及硬度。人造聚晶金剛石復合片（PDC）性能和應用接近PCD刀具，主要用在有色金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷、非金屬材料（塑料、硬質(zhì)橡膠、碳棒、木材、水泥制品等）、復合材料等切削加工，逐漸替代硬質(zhì)合金刀具。
由于金剛石顆粒問(wèn)有部分殘余粘結金屬和石墨，其中粘結金屬以聚結態(tài)或呈葉脈狀分布會(huì )減低刀具耐磨性和壽命。此外存在溶媒金屬殘留量，溶媒金屬與金剛石表面直接接觸。
降低（PDC）的抗氧化能力和刀具耐熱溫度，故刀具切削性能不夠穩定。金剛石厚膜刀具制備過(guò)程復雜，因金剛石與低熔點(diǎn)金屬及其合金之間具有很高的界面能。
金剛石很難被一般的低熔點(diǎn)焊料合金所浸潤。可焊性極差，難以制作復雜幾何形狀刀具，故TDF焊接刀具不能應用在高速銑削中。
金剛石涂層刀具可以應用于高速加工，原因是除了金剛石涂層刀具具有優(yōu)良的機械性能外，金剛石涂層工藝能夠制備任意復雜形狀銑刀，用于高速加工如鋁鈦合金航空材料和難加工非金屬材料如石墨電極等。 。
2.金剛石刀具特點(diǎn)有哪些
金剛石刀具特點(diǎn)： 1、金剛石刀具具有極高的硬度和耐磨性：金剛石是自然界已經(jīng)發(fā)現的最硬的物質(zhì)； 2、金剛石刀具具有很低的摩擦系數：摩擦系數低，加工時(shí)變形小，可減小切削力； 3、金剛石刀具切削刃非常鋒利：金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利； 4、金剛石刀具具有很高的導熱性能：金剛石的導熱系數及熱擴散率高，切削熱容易散出，刀具切削部分溫度低。
5、金剛石刀具具有較低的熱膨脹系數：金剛石的熱膨脹系數比硬質(zhì)合金小幾倍，由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小。
3.刀具知識
刀具的基本知識刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱(chēng)切削工具。
廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。 絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。
由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱(chēng)為木工刀具。
刀具的發(fā)展在人類(lèi)進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。
戰國后期（公元前三世紀），由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。 當時(shí)的鉆頭和鋸，與現代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來(lái)的。1783年，法國的勒內首先制出銑刀。
1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。
那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。
1898年，美國的泰勒和.懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。
在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。 由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴，刀具出現焊接和機械夾固式結構。
1949~1950年間，美國開(kāi)始在車(chē)刀上采用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專(zhuān)利。
1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特維克鋼廠(chǎng)取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專(zhuān)利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。
表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結合起來(lái)，從而使這種復合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工表面的形式可分為五類(lèi)。
加工各種外表面的刀具，包括車(chē)刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動(dòng)開(kāi)合螺紋切頭、螺紋車(chē)刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車(chē)刀和鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。
按切削運動(dòng)方式和相應的刀刃形狀，刀具又可分為三類(lèi)。通用刀具，如車(chē)刀、刨刀、銑刀（不包括成形的車(chē)刀、成形刨刀和成形銑刀）、鏜刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀和鋸等；成形刀具，這類(lèi)刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車(chē)刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類(lèi)似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤(pán)等。
各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分（刀齒或刀片）則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類(lèi)。帶孔刀具依靠?jì)瓤滋籽b在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車(chē)刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉力矩。
很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。 刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。
有的刀具的工作部分就是切削部分，如車(chē)刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分，如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。
刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃；焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。
硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都采用機械夾固結構。 刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。
增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì )降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時(shí)，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)（粗、精加工）等，必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造和測量用的標注角度在實(shí)際工作時(shí)，由于刀具的安裝位置不同和切削運動(dòng)方向的改。
4.金剛石刀具有那幾種,分別有什么不同,哪里的金剛石刀具好一些
金剛石刀具的類(lèi)型
1、天然金剛石Natural Diamond(ND);
2、人造聚晶金剛石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD);
3、人造聚晶金剛石復合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化學(xué)氣相沉積涂層金剛石刀具Chemical各類(lèi)金剛石刀具（4張）Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。
4、沉積厚度達100μm的無(wú)襯底純金剛石厚膜Thick Diamond Film(CD);
5、在刀具基體表面直接上沉積厚度小于30μm的金剛石薄膜涂層Coated Thin Diamond Film(CD)。
天然金剛石（ND）刀具
為天然金剛石拉蔓峰譜，具有以下特征：
(1)1332尖鋒處顯示存在金剛石。
(2)波型幅度（FWHM）為102.49999999999999px-1
顯示為純金剛石。ND是目前已知礦物中最硬的物質(zhì)，主要用于制備刀具車(chē)刀。天然金剛石刀具精細研磨后刃口半徑可達0.01~0.002μm。其中天然單晶金剛石（Single Crystalline Diamond,SCD）刀具切削刃部位經(jīng)高倍放大1500倍仍然觀(guān)察到刀刃光滑。SCD車(chē)削鋁制活塞時(shí)Ra可達到4μm，而在同樣切削條件下用PCD刀具加工時(shí)的表面粗糙時(shí)的Ra為15~50μm。故采用SCD刀具配合精密車(chē)床進(jìn)行精密和超精密加工，可獲得鏡面表面。
聚晶金剛石（PCD）刀具
PCD是高溫超高壓條件下通過(guò)鈷等金屬結合劑將金剛石微粉聚集燒結合成的多晶體材料，又稱(chēng)燒結金剛石。聚晶金剛石刀具整體燒結成銑刀，用于銑削加工，PCD晶粒呈無(wú)序排列狀態(tài)，屬各向同性，硬度均勻，石墨化溫度為550℃。刀具具有高硬度、高導熱性、低熱脹系數、高彈性模量和低摩擦系數。刀刃非常鋒利等特點(diǎn)。
人造聚晶金剛石復合片（PDC）刀具
為提高PCD刀片的韌性和可焊性，常將PCD與硬質(zhì)合金刀體做成人造聚晶金剛石復合刀片（PDc）。即在硬質(zhì)合金基底其表面壓制一層0.5~1mm厚的PCD燒結而成。復合刀片的抗彎強度與硬質(zhì)合金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。PCD及人造聚晶金剛石復合片（PDC）刀具的刃口鋒利性和加工的工件表面質(zhì)量低于ND。同時(shí)其可加工性很差，磨削比小，難以根據刀頭的幾何形狀任意成形。目前利用人造聚晶金剛石復合片只能制備車(chē)刀，至今還不能制造帶斷屑槽的可轉位刀片和復雜三維曲面幾何形狀的銑刀。
CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具
金剛石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金剛石厚膜一次焊接至基體（通常為K類(lèi)硬質(zhì)合金）上，形成復合片，然后拋光復合片，二次焊接至刀體上，刃磨成需要的形狀和刃口。CVD金剛石厚膜（金剛石膜厚度達30μm），具有硬度高、耐磨損、摩擦系數小等特點(diǎn)，是制造切削有色金屬和非金屬材料刀具的理想材料。由于金剛石焊接過(guò)程工藝復雜，CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具尚未大批量應用。
金剛石涂層刀具
金剛石涂層刀具是用CVD法直接在硬質(zhì)合金（K類(lèi)硬質(zhì)合金）或陶瓷等基體上沉積一層1~25μm金剛石薄膜，無(wú)解理面各向同性。薄膜涂層刀具硬度達9800~10000HV。熱導率高，室溫下導熱系數高達2000W·m-1·K-1，而硬質(zhì)合金刀具導熱系數僅為80~100m-1·K-1。CVD方法金剛石可以涂層到任何復雜形狀的刀具上，這是聚晶金剛石無(wú)法擁有的最顯著(zhù)的優(yōu)勢。
立方氮化硼（PCBN）刀具
立方氮化硼（PCBN）是繼人工合成金剛石之后出現的第二種無(wú)機超硬材料，其硬度略次于金剛石，熱穩定性好，耐熱性可達到1400~1500度，比金剛石的耐熱性（700~800度）幾乎高一倍。立方氮化硼（PCBN）刀具主要適合加工各種黑色金屬及其合金材料；最適合于各種淬硬鋼（碳素工具鋼軸承鋼模具鋼高速鋼）珠光體灰口鑄鐵（釩鈦鑄鐵）冷硬鑄鐵高溫合金（鎳基合金鈷基合金）及表面噴涂堆焊的加工。具有使用壽命長(cháng)，減少換刀次數，補償停機所花的時(shí)間，使數控機床和自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的高效能得到更充分的發(fā)揮，可以改變傳統的機械加工方式（即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂輪精加工的方法），從而能在一臺數控機床進(jìn)行淬火前淬火后的車(chē)削加工（以車(chē)代磨），具有很好的經(jīng)濟效益。
5.金剛石刀具如何挑選
1.有用過(guò)刀具的人都知道，刀刃越鋒利就越容易分解食物。
因此大家在選擇刀具時(shí)，應查看器刀刃是否鋒利、平直、無(wú)缺口。目前市面上刀具種類(lèi)繁多，如果按照材質(zhì)來(lái)劃分的話(huà)，大概可以分為鋼材，不銹鋼，碳鋼，陶瓷等等，事實(shí)上并不是硬度越高鋒利度越高。
因為菜刀的“快”還取決于刀刃口的度數，柔和度等。 2.對于廚房的刀具來(lái)說(shuō)其高硬度是首要條件，刀具是從工價(jià)上去除材料的所以刀具的材料就應該比工件的材料的硬度。
其次是刀具的高強度和強韌性的特點(diǎn)，刀具的材料在削割的時(shí)候有很大的切削力和沖擊力，所以刀具必須具備較高的強度及強韌性。重要的就是刀具材料應具備耐磨性和耐熱性，因為刀具在使用時(shí)是對其他事物的切割，必須具備比其他事物更具耐磨性的特點(diǎn)，耐熱性就是對其變形的因素得到了很好的體現。
