金(jin)剛石(shi)涂層刀具選用常(chang)識

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用戶在選擇和使用金剛石涂層刀具之前，必(bi)須(xu)了解有(you)關金剛石涂層刀(dao)具(ju)的以下幾點常識(shi)：

（1）CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別

非(fei)晶金(jin)剛石（也稱(cheng)為(wei)類金(jin)剛石碳——譯注）涂(tu)層是(shi)采用(yong)PVD工藝沉積的一種碳膜。

它既具(ju)(ju)有(you)一部分金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)的(de)(de)(de)SP3鍵，又具(ju)(ju)有(you)一部分碳(tan)的(de)(de)(de)SP2鍵；其成膜(mo)硬(ying)度很高(gao)，但(dan)又低于金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)膜(mo)的(de)(de)(de)硬(ying)度；其厚度也(ye)比我(wo)們通(tong)常沉積(ji)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)膜(mo)要(yao)薄一些。加(jia)(jia)工(gong)(gong)石(shi)墨時，非晶(jing)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層(ceng)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)壽命(ming)(ming)是(shi)(shi)未涂層(ceng)硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)2-3倍。與之相比，CVD金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)則是(shi)(shi)采用CVD工(gong)(gong)藝沉積(ji)的(de)(de)(de)純(chun)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂層(ceng)，加(jia)(jia)工(gong)(gong)石(shi)墨時的(de)(de)(de)刀具(ju)(ju)壽命(ming)(ming)是(shi)(shi)硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)12-20倍，從(cong)而可(ke)減少換刀次數，提高(gao)加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性和精度一致性。

（2）不能用金剛石刀具加工淬硬鋼

金(jin)剛(gang)石(shi)由碳(tan)原(yuan)子構成(cheng)。某些材料受(shou)熱(re)時，會從(cong)金(jin)剛(gang)石(shi)中吸(xi)出碳(tan)原(yuan)子并(bing)在工件中形(xing)成(cheng)碳(tan)化(hua)物。鐵(tie)就是此類材料之一。用(yong)金(jin)剛(gang)石(shi)刀(dao)具加工鐵(tie)族(zu)材料時，摩擦產生(sheng)的熱(re)量會使(shi)金(jin)剛(gang)石(shi)中的碳(tan)原(yuan)子擴散到鐵(tie)中，從(cong)而造成(cheng)金(jin)剛(gang)石(shi)涂層因化(hua)學(xue)磨(mo)損而提前(qian)失效。

（3）重磨和（或）重涂層的金剛石涂層刀具質量難以保證

由于(yu)刀具(ju)表面(mian)生(sheng)成的(de)(de)涂層(ceng)為(wei)純金(jin)剛(gang)(gang)石，因此(ci)用(yong)金(jin)剛(gang)(gang)石磨輪對刀具(ju)進行重磨需要(yao)耗費(fei)很長時(shi)間。此(ci)外，為(wei)使金(jin)剛(gang)(gang)石生(sheng)長而采(cai)用(yong)的(de)(de)刀具(ju)。制(zhi)備(bei)工藝會改變刀具(ju)表面(mian)的(de)(de)化學特性，由于(yu)涂層(ceng)時(shi)要(yao)求對這種(zhong)化學特性進行非(fei)常精確的(de)(de)控制(zhi)，因此(ci)刀具(ju)重新(xin)涂層(ceng)的(de)(de)效果(guo)難以得到保證。

（4）金剛石涂層刀具的壽命各不相同

與任何其他刀具一樣，金剛石涂層刀具的壽命也各不相同，主要取決于被切削材料、選用的進給率和切削速度，以及工件的幾何形狀等。一般來說，加工石墨的(de)金剛石涂(tu)層(ceng)刀具(ju)的(de)壽命(ming)是未涂(tu)層(ceng)硬(ying)質合(he)金刀具(ju)的(de)10-20倍(bei)，在(zai)某些情況下(xia)甚至可能更長。這樣，就(jiu)能用一把刀具(ju)完成(cheng)幾乎任(ren)何(he)加工任(ren)務，無(wu)需因(yin)刀具(ju)磨損而換刀，避(bi)免了(le)加工中斷和重新校準(zhun)，從(cong)而有可能實(shi)現無(wu)人值守加工。在(zai)復合(he)材料(liao)的(de)加工中，也完全(quan)可能獲得較長的(de)刀具(ju)壽命(ming)。

有報道稱，在加工(gong)高密度玻(bo)璃纖(xian)維、碳纖(xian)維和Gl0-FR4等難加工(gong)復合材(cai)料(liao)時，金剛石涂層刀具的壽命可高達未涂層硬質合金刀具的70倍。

（5）金剛石涂層容易剝落

涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)剝(bo)(bo)落(luo)是金(jin)剛石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)具(ju)(ju)的(de)一個嚴重問(wen)題，也是一個常見問(wen)題（尤其在加(jia)工碳纖維之類材料時），會(hui)導致刀(dao)具(ju)(ju)壽命難(nan)以(yi)預(yu)測。上世紀90年代后期(qi)，界面化學(xue)特性(xing)被確(que)定(ding)為是影(ying)響金(jin)剛石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)粘附性(xing)能的(de)重要因素。通過(guo)選擇兼(jian)容性(xing)好的(de)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)化學(xue)特性(xing)、采用適當的(de)預(yu)處理(li)技術和合(he)理(li)的(de)沉(chen)積(ji)反(fan)應(ying)條(tiao)件，就有(you)可能減輕(qing)或消除(chu)金(jin)剛石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)剝(bo)(bo)落(luo)，穩定(ding)地實現平穩的(de)磨損(sun)模(mo)式(shi)。在顯微鏡(jing)下觀察正常磨損(sun)的(de)金(jin)剛石(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)具(ju)(ju)，可以(yi)發現，金(jin)剛石(shi)被穩定(ding)磨損(sun)直至硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)基體，而沒有(you)發生崩(beng)刃或剝(bo)(bo)落(luo)。