金剛石涂層刀具選用(yong)常識

該圖片由注冊用戶"異想天開"提供，版權聲明反饋

用戶在選擇和使用金剛石涂層刀具之前，必須(xu)了解有關(guan)金剛石涂層刀具的以下幾點常識：

（1）CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別

非(fei)晶金(jin)剛石(shi)（也稱為類(lei)金(jin)剛石(shi)碳(tan)——譯注）涂層是(shi)采(cai)用PVD工藝(yi)沉積的一(yi)種碳(tan)膜。

它既具(ju)有一(yi)(yi)部分(fen)金(jin)剛石(shi)的(de)SP3鍵，又(you)具(ju)有一(yi)(yi)部分(fen)碳的(de)SP2鍵；其成膜(mo)硬(ying)度很(hen)高，但又(you)低于(yu)金(jin)剛石(shi)膜(mo)的(de)硬(ying)度；其厚度也比(bi)我(wo)們通常沉積的(de)金(jin)剛石(shi)膜(mo)要薄一(yi)(yi)些。加工(gong)石(shi)墨(mo)時(shi)，非晶金(jin)剛石(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)壽命是(shi)未涂層硬(ying)質合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)2-3倍。與之相比(bi)，CVD金(jin)剛石(shi)則是(shi)采用(yong)CVD工(gong)藝(yi)沉積的(de)純金(jin)剛石(shi)涂層，加工(gong)石(shi)墨(mo)時(shi)的(de)刀(dao)具(ju)壽命是(shi)硬(ying)質合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)12-20倍，從而(er)可減少(shao)換刀(dao)次數，提高加工(gong)的(de)可靠(kao)性(xing)和精(jing)度一(yi)(yi)致性(xing)。

（2）不能用金剛石刀具加工淬硬鋼

金剛(gang)石(shi)由碳(tan)(tan)原子構成。某些材料(liao)(liao)受熱(re)時，會(hui)從金剛(gang)石(shi)中(zhong)(zhong)吸出(chu)碳(tan)(tan)原子并在(zai)工件中(zhong)(zhong)形成碳(tan)(tan)化物。鐵(tie)就(jiu)是此類材料(liao)(liao)之一。用金剛(gang)石(shi)刀具加工鐵(tie)族材料(liao)(liao)時，摩擦(ca)產生(sheng)的熱(re)量會(hui)使金剛(gang)石(shi)中(zhong)(zhong)的碳(tan)(tan)原子擴散到鐵(tie)中(zhong)(zhong)，從而造成金剛(gang)石(shi)涂層因化學磨損而提(ti)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)刀具表面生(sheng)成的(de)涂層為(wei)(wei)純金(jin)(jin)剛(gang)石，因此用金(jin)(jin)剛(gang)石磨輪對(dui)刀具進(jin)行重磨需要耗(hao)費很長時間(jian)。此外，為(wei)(wei)使金(jin)(jin)剛(gang)石生(sheng)長而采(cai)用的(de)刀具。制備工(gong)藝會改變(bian)刀具表面的(de)化學(xue)特性(xing)，由于(yu)涂層時要求對(dui)這種化學(xue)特性(xing)進(jin)行非常精確的(de)控制，因此刀具重新涂層的(de)效果難以得到保(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)金剛(gang)石(shi)涂(tu)層(ceng)刀(dao)(dao)具(ju)的(de)壽命是(shi)未涂(tu)層(ceng)硬(ying)質合(he)金刀(dao)(dao)具(ju)的(de)10-20倍(bei)，在(zai)某(mou)些情況下甚至可能更(geng)長(chang)。這樣，就能用一把刀(dao)(dao)具(ju)完(wan)成幾乎任何加工任務，無需因刀(dao)(dao)具(ju)磨損而(er)換刀(dao)(dao)，避免了加工中斷和重新校準，從而(er)有(you)可能實現無人值(zhi)守加工。在(zai)復(fu)合(he)材料(liao)的(de)加工中，也完(wan)全可能獲得較長(chang)的(de)刀(dao)(dao)具(ju)壽命。

有報(bao)道稱，在加工(gong)(gong)高密度玻璃纖維(wei)、碳纖維(wei)和Gl0-FR4等難加工(gong)(gong)復合材料時，金剛石(shi)涂層(ceng)刀具的壽命可高達未涂層(ceng)硬(ying)質(zhi)合金刀具的70倍。

（5）金剛石涂層容易剝落

涂(tu)(tu)層剝(bo)落(luo)是金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)(tu)層刀具的(de)一個(ge)嚴重(zhong)問題，也是一個(ge)常(chang)見(jian)問題（尤其在(zai)加工碳(tan)纖(xian)維之類材料時），會導(dao)致刀具壽(shou)命(ming)難以預(yu)測。上世紀(ji)90年代后期，界面(mian)化學特性被(bei)確定(ding)為是影響金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)(tu)層粘(zhan)附(fu)性能的(de)重(zhong)要因素。通過選(xuan)擇兼容(rong)性好(hao)的(de)硬(ying)質合金(jin)(jin)(jin)(jin)化學特性、采用適(shi)當的(de)預(yu)處理技術和合理的(de)沉積反應條件，就有可能減輕(qing)或消除金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)(tu)層的(de)剝(bo)落(luo)，穩(wen)定(ding)地實現(xian)平穩(wen)的(de)磨(mo)損(sun)(sun)模(mo)式(shi)。在(zai)顯(xian)微(wei)鏡下(xia)觀(guan)察正常(chang)磨(mo)損(sun)(sun)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石涂(tu)(tu)層刀具，可以發(fa)現(xian)，金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石被(bei)穩(wen)定(ding)磨(mo)損(sun)(sun)直至硬(ying)質合金(jin)(jin)(jin)(jin)基體，而沒有發(fa)生崩刃(ren)或剝(bo)落(luo)。