金(jin)剛石涂(tu)層(ceng)刀具選用(yong)常識

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用戶在選擇和使用金剛石涂層刀具之前(qian)，必須了解有關金剛石(shi)涂層刀具的以下幾點(dian)常識：

（1）CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別

非晶金剛石(shi)（也稱為(wei)類金剛石(shi)碳(tan)——譯注）涂(tu)層是(shi)采(cai)用PVD工(gong)藝沉積(ji)的一種碳(tan)膜。

它既具(ju)有一(yi)部分金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)的(de)SP3鍵(jian)，又(you)具(ju)有一(yi)部分碳的(de)SP2鍵(jian)；其成膜(mo)硬(ying)度(du)很高，但又(you)低于(yu)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)膜(mo)的(de)硬(ying)度(du)；其厚(hou)度(du)也比(bi)我們通常沉積的(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)膜(mo)要(yao)薄一(yi)些。加工石(shi)墨時(shi)，非晶金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂(tu)層刀具(ju)的(de)壽命是(shi)未(wei)涂(tu)層硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)刀具(ju)的(de)2-3倍(bei)。與之相比(bi)，CVD金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)則是(shi)采用CVD工藝沉積的(de)純金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)涂(tu)層，加工石(shi)墨時(shi)的(de)刀具(ju)壽命是(shi)硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)刀具(ju)的(de)12-20倍(bei)，從(cong)而可(ke)減少(shao)換刀次數，提(ti)高加工的(de)可(ke)靠性和精(jing)度(du)一(yi)致性。

（2）不能用金剛石刀具加工淬硬鋼

金(jin)剛石(shi)(shi)由碳原子(zi)構成。某些(xie)材料受熱時，會(hui)(hui)從金(jin)剛石(shi)(shi)中(zhong)吸出碳原子(zi)并在工(gong)件中(zhong)形成碳化物。鐵(tie)就是此類(lei)材料之一。用(yong)金(jin)剛石(shi)(shi)刀具加工(gong)鐵(tie)族材料時，摩(mo)擦(ca)產(chan)生的(de)熱量會(hui)(hui)使金(jin)剛石(shi)(shi)中(zhong)的(de)碳原子(zi)擴散到(dao)鐵(tie)中(zhong)，從而(er)造成金(jin)剛石(shi)(shi)涂層因化學(xue)磨損而(er)提前(qian)失(shi)效。

（3）重磨和（或）重涂層的金剛石涂層刀具質量難以保證

由于刀具(ju)(ju)表面(mian)生成的涂(tu)層為純金(jin)剛(gang)石(shi)，因(yin)(yin)此用(yong)金(jin)剛(gang)石(shi)磨輪對刀具(ju)(ju)進行重磨需要(yao)耗費很長時(shi)間。此外，為使金(jin)剛(gang)石(shi)生長而采(cai)用(yong)的刀具(ju)(ju)。制(zhi)備工藝會改(gai)變刀具(ju)(ju)表面(mian)的化學特(te)性，由于涂(tu)層時(shi)要(yao)求(qiu)對這(zhe)種(zhong)化學特(te)性進行非常(chang)精確的控制(zhi)，因(yin)(yin)此刀具(ju)(ju)重新涂(tu)層的效果(guo)難以(yi)得到保(bao)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)(de)金(jin)剛(gang)石(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)(de)壽命是未涂層硬質合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)(de)10-20倍，在某些情況下甚至可能(neng)(neng)更長。這樣(yang)，就能(neng)(neng)用一(yi)把刀(dao)具(ju)完成幾乎(hu)任何加工任務，無需因(yin)刀(dao)具(ju)磨(mo)損而(er)換(huan)刀(dao)，避免了(le)加工中斷和重(zhong)新校準(zhun)，從而(er)有可能(neng)(neng)實現無人值(zhi)守加工。在復合材料(liao)的(de)(de)加工中，也完全可能(neng)(neng)獲得較(jiao)長的(de)(de)刀(dao)具(ju)壽命。

有報道稱，在加工高(gao)密度(du)玻璃纖維、碳纖維和Gl0-FR4等難加工復合(he)(he)材料時，金(jin)剛石涂層刀(dao)具(ju)(ju)的壽命可高(gao)達未(wei)涂層硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金(jin)刀(dao)具(ju)(ju)的70倍。

（5）金剛石涂層容易剝落

涂(tu)層(ceng)剝落(luo)(luo)是金(jin)剛(gang)石涂(tu)層(ceng)刀具(ju)的一個(ge)嚴重問題(ti)，也是一個(ge)常見問題(ti)（尤其在(zai)加工碳(tan)纖(xian)維(wei)之類材料(liao)時），會導(dao)致(zhi)刀具(ju)壽命難以(yi)預(yu)測。上(shang)世紀90年代后期，界面化(hua)學特(te)性被確定為是影響(xiang)金(jin)剛(gang)石涂(tu)層(ceng)粘附性能的重要因素。通過(guo)選擇兼容(rong)性好的硬(ying)(ying)質合金(jin)化(hua)學特(te)性、采用適當的預(yu)處理技術和(he)合理的沉積反應條件，就有可能減輕或消除金(jin)剛(gang)石涂(tu)層(ceng)的剝落(luo)(luo)，穩定地實現平穩的磨(mo)(mo)損(sun)模式。在(zai)顯(xian)微(wei)鏡下觀察正(zheng)常磨(mo)(mo)損(sun)的金(jin)剛(gang)石涂(tu)層(ceng)刀具(ju)，可以(yi)發現，金(jin)剛(gang)石被穩定磨(mo)(mo)損(sun)直至硬(ying)(ying)質合金(jin)基體，而沒有發生崩(beng)刃或剝落(luo)(luo)。