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金剛石刀具的分類有哪幾種？應用領域有哪些？
發布者：admin 時間：2023-02-04 11:26:00
金剛石刀具作為常用的高速切削工具，憑借硬度高、導熱性和耐磨性好，并且可以獲得較高的加工精度和效率等優點被廣泛應用于各個行業，但有些人對金剛石刀具的主要材料、相應領域仍舊不是特別清晰，今天華菱超硬就結合自身數十年的金剛石刀具制作經驗來和大家聊一聊金剛石刀具的那些事~
金剛石刀具的應用領域
金剛石刀具主要分為單晶（SPDT）金剛石刀具、聚晶（PCD）金剛石刀具、化學氣相沉積（CVD）金剛石刀具三類。
1、單晶（SPDT）金剛石刀具
單晶（SPDT）金剛石刀具主要由大顆粒單晶金剛石（質量大于0.1g，最小直徑長度不小于3mm）制作而成，主要用于對表面粗糙度、幾何精度和尺寸精度要求高的精密CNC車削和機械加工中。
單晶金剛石主要分為天然單晶金剛石和合成單晶金剛石兩類。其中，天然單晶金剛石是金剛石中最耐磨的材料，精磨后切削刃的鈍圓半徑可小至0.008～0.005μm。但天然單晶金剛石較脆，其晶體存在各向異性，不同晶面或同一晶面不同方向的晶體硬度不同，因此在研磨和使用時必須選擇合適的方向。另外，由于天然單晶金剛石資源有限，價格昂貴天然單晶金剛石刀具主要用于某些有色金屬的超精密切割或黃金首飾的制作。而合成單晶金剛石的尺寸、形狀和性能具有很好的一致性，并且由于高溫高壓技術的日益成熟，可以合成一定尺寸的單晶金剛石，所以在加工高耐磨層壓木時，其性能優于PCD金剛石，不會造成切削刃過早鈍化。
2、聚晶金剛石（PCD）刀具
聚晶金剛石（PCD）是由多晶金剛石單晶粉與鈷等金屬結合劑在高溫（約1800℃）和高壓（5~6MPa）條件下制成的多晶材料。雖然其硬度略低于單晶金剛石，但它是隨機取向的金剛石晶粒的聚集體，呈各向同性。作為切削工具使用時，可進行任意方位的磨削。另外，它不需要像天然金剛石那樣選擇最佳解理面作為前刀面。切削時，切削刃對意外損傷不敏感，耐磨性強。它可以長時間保持鋒利的切削刃，加工時可采用高切削速度和大背切（切深），其使用壽命一般是碳化鎢基硬質合金刀具的10~500倍。
3、化學氣相沉積（CVD）刀具
CVD金剛石是一種高耐磨性的純金剛石材料，不含結合劑，在低壓（<0.1MPa）下制備。CVD金剛石主要有兩種形式：CVD薄膜涂層（CD）和CVD厚膜（TFD）。CVD薄膜涂層采用CVD（化學氣相沉積）工藝沉積在硬質合金基體（常用K型合金）上，厚度約為10~30μm，它是由薄膜狀的多晶金剛石組成。
由于基體易于制成復雜形狀，適用于幾何形狀復雜的刀具，如絲錐、鉆頭、立銑刀和帶斷屑槽的可轉位刀片。CVD薄膜涂層刀具主要用于有色金屬和非金屬材料的高速精密加工，刀具壽命是未涂層硬質合金刀具的近十倍甚至數十倍。但是CVD薄膜涂層刀具不適合加工金屬等復合材料，因為復合材料中的硬質顆粒會在很短的時間內磨穿刀具表面的一層涂層。雖然CVD薄膜涂層刀具的價格低于同類PCD刀具，但金剛石薄膜與基體材料之間的低結合力限制了其廣泛應用。
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