金剛(gang)石涂層刀具選用常識

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用戶在選擇和使用金剛石涂層刀具之(zhi)前，必須了解(jie)有關(guan)金剛石涂層刀具的(de)以下幾點常識：

（1）CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別

非晶金(jin)(jin)剛石（也(ye)稱為類金(jin)(jin)剛石碳(tan)——譯注）涂(tu)層是采用PVD工藝沉(chen)積(ji)的一種碳(tan)膜(mo)。

它既具有(you)一部分金剛(gang)石(shi)的(de)(de)(de)SP3鍵(jian)，又(you)具有(you)一部分碳的(de)(de)(de)SP2鍵(jian)；其(qi)成(cheng)膜(mo)硬度(du)很高，但(dan)又(you)低于金剛(gang)石(shi)膜(mo)的(de)(de)(de)硬度(du)；其(qi)厚度(du)也比我(wo)們通常沉積(ji)的(de)(de)(de)金剛(gang)石(shi)膜(mo)要(yao)薄一些(xie)。加工(gong)石(shi)墨(mo)時，非(fei)晶金剛(gang)石(shi)涂(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具的(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)是(shi)未涂(tu)層(ceng)(ceng)硬質(zhi)合金刀(dao)(dao)(dao)(dao)具的(de)(de)(de)2-3倍(bei)。與(yu)之(zhi)相比，CVD金剛(gang)石(shi)則是(shi)采用CVD工(gong)藝(yi)沉積(ji)的(de)(de)(de)純金剛(gang)石(shi)涂(tu)層(ceng)(ceng)，加工(gong)石(shi)墨(mo)時的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具壽(shou)命(ming)是(shi)硬質(zhi)合金刀(dao)(dao)(dao)(dao)具的(de)(de)(de)12-20倍(bei)，從而可減少換(huan)刀(dao)(dao)(dao)(dao)次(ci)數，提高加工(gong)的(de)(de)(de)可靠性和精度(du)一致性。

（2）不能用金剛石刀具加工淬硬鋼

金剛(gang)(gang)石(shi)由碳(tan)原子構成。某些材(cai)料受(shou)熱時，會從(cong)金剛(gang)(gang)石(shi)中(zhong)(zhong)吸出(chu)碳(tan)原子并在工(gong)(gong)件中(zhong)(zhong)形成碳(tan)化(hua)物。鐵就是此類材(cai)料之(zhi)一。用金剛(gang)(gang)石(shi)刀具(ju)加工(gong)(gong)鐵族材(cai)料時，摩(mo)擦產生的熱量會使金剛(gang)(gang)石(shi)中(zhong)(zhong)的碳(tan)原子擴散(san)到(dao)鐵中(zhong)(zhong)，從(cong)而(er)造(zao)成金剛(gang)(gang)石(shi)涂(tu)層因化(hua)學磨(mo)損而(er)提前失效。

（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(dao)具(ju)(ju)表(biao)面生成的涂層為純(chun)金(jin)剛石(shi)，因此用金(jin)剛石(shi)磨輪(lun)對刀(dao)具(ju)(ju)進(jin)行(xing)重磨需(xu)要耗費很(hen)長(chang)時間(jian)。此外，為使金(jin)剛石(shi)生長(chang)而(er)采用的刀(dao)具(ju)(ju)。制(zhi)備(bei)工藝會改變(bian)刀(dao)具(ju)(ju)表(biao)面的化學特(te)性(xing)，由于(yu)涂層時要求對這種化學特(te)性(xing)進(jin)行(xing)非(fei)常(chang)精確的控(kong)制(zhi)，因此刀(dao)具(ju)(ju)重新涂層的效果(guo)難以得到(dao)保證(zheng)。

（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，加工石墨的金剛石(shi)涂層刀具的壽命是未涂層硬質合(he)金刀具的10-20倍，在某些(xie)情況下甚(shen)至可能更長。這(zhe)樣，就能用(yong)一(yi)把刀具完(wan)成幾乎任何(he)加工任務(wu)，無需因刀具磨損而換(huan)刀，避(bi)免了加工中斷和重新校準，從而有(you)可能實現無人(ren)值守加工。在復合(he)材(cai)料的加工中，也(ye)完(wan)全可能獲得較(jiao)長的刀具壽命。

有(you)報道稱，在加工(gong)高(gao)密度玻璃纖(xian)(xian)維、碳纖(xian)(xian)維和Gl0-FR4等難加工(gong)復合(he)材(cai)料(liao)時，金(jin)剛石涂層(ceng)刀具(ju)的壽命可高(gao)達未涂層(ceng)硬質合(he)金(jin)刀具(ju)的70倍。

（5）金剛石涂層容易剝落

涂(tu)層剝落(luo)(luo)是金(jin)(jin)(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)具的(de)一(yi)個嚴(yan)重問題，也是一(yi)個常見問題（尤其在加(jia)工碳纖維之類材料時），會導(dao)致刀(dao)具壽(shou)命難以預(yu)測(ce)。上(shang)世紀(ji)90年代(dai)后期，界面化(hua)(hua)學特性被確定(ding)為是影響(xiang)金(jin)(jin)(jin)剛石涂(tu)層粘附性能的(de)重要因素。通過選擇兼容性好的(de)硬質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)學特性、采用適當的(de)預(yu)處理(li)技術(shu)和合(he)理(li)的(de)沉積反應條件，就有可能減輕(qing)或(huo)(huo)消除金(jin)(jin)(jin)剛石涂(tu)層的(de)剝落(luo)(luo)，穩(wen)定(ding)地實(shi)現平穩(wen)的(de)磨損(sun)模式。在顯微鏡下觀(guan)察正常磨損(sun)的(de)金(jin)(jin)(jin)剛石涂(tu)層刀(dao)具，可以發現，金(jin)(jin)(jin)剛石被穩(wen)定(ding)磨損(sun)直至硬質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)基體，而沒(mei)有發生(sheng)崩(beng)刃或(huo)(huo)剝落(luo)(luo)。