金剛石刀具匯總(金剛石刀具有哪些特點)
1.金剛石刀具有哪些特點
金剛石刀具具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數(shù)、高彈性模量、高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)，以及與非鐵金屬親和力小等優(yōu)點。
可以用于非金屬硬脆材料如石墨、高耐磨材料、復(fù)合材料、高硅鋁合金及其它韌性有色金屬材料的精密加工。金剛石刀具類型繁多，性能差異顯著，不同類型金剛石刀具的結(jié)構(gòu)、制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域有較大區(qū)別。
天然金剛石刀具目前主要用于紫銅及銅合金和金、銀、銠等貴重有色金屬，以及特殊零件的超精密鏡面加工，如錄相機磁盤、光學(xué)平面鏡、多面鏡和二次曲面鏡等。但其結(jié)晶各向異性，刀具價格昂貴。
PCD的性能取決于金剛石晶粒及鈷的含量，刀具壽命為硬質(zhì)合金（WC基體）刀具的10~500倍。 主要用于車削加工各種有色金屬如鋁、銅、鎂及其合金、硬質(zhì)合金和耐磨性極強的纖維增塑材料、金屬基復(fù)合材料、木材等非金屬材料。
切削加工時切削速度、進(jìn)給速度和切削深度加工條件取決于工件材料以及硬度。人造聚晶金剛石復(fù)合片（PDC）性能和應(yīng)用接近PCD刀具，主要用在有色金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷、非金屬材料（塑料、硬質(zhì)橡膠、碳棒、木材、水泥制品等）、復(fù)合材料等切削加工，逐漸替代硬質(zhì)合金刀具。
由于金剛石顆粒問有部分殘余粘結(jié)金屬和石墨，其中粘結(jié)金屬以聚結(jié)態(tài)或呈葉脈狀分布會減低刀具耐磨性和壽命。此外存在溶媒金屬殘留量，溶媒金屬與金剛石表面直接接觸。
降低（PDC）的抗氧化能力和刀具耐熱溫度，故刀具切削性能不夠穩(wěn)定。金剛石厚膜刀具制備過程復(fù)雜，因金剛石與低熔點金屬及其合金之間具有很高的界面能。
金剛石很難被一般的低熔點焊料合金所浸潤?？珊感詷O差，難以制作復(fù)雜幾何形狀刀具，故TDF焊接刀具不能應(yīng)用在高速銑削中。
金剛石涂層刀具可以應(yīng)用于高速加工，原因是除了金剛石涂層刀具具有優(yōu)良的機械性能外，金剛石涂層工藝能夠制備任意復(fù)雜形狀銑刀，用于高速加工如鋁鈦合金航空材料和難加工非金屬材料如石墨電極等。 。
2.金剛石刀具特點有哪些
金剛石刀具特點： 1、金剛石刀具具有極高的硬度和耐磨性：金剛石是自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最硬的物質(zhì)； 2、金剛石刀具具有很低的摩擦系數(shù)：摩擦系數(shù)低，加工時變形小，可減小切削力； 3、金剛石刀具切削刃非常鋒利：金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利； 4、金剛石刀具具有很高的導(dǎo)熱性能：金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴散率高，切削熱容易散出，刀具切削部分溫度低。
5、金剛石刀具具有較低的熱膨脹系數(shù)：金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍，由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小。
3.刀具知識
刀具的基本知識刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。
廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。 絕大多數(shù)的刀具是機用的，但也有手用的。
由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。
刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。
戰(zhàn)國后期（公元前三世紀(jì)），由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。 當(dāng)時的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的。1783年，法國的勒內(nèi)首先制出銑刀。
1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻(xiàn)記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。
那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。
1898年，美國的泰勒和.懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。
在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。 由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接和機械夾固式結(jié)構(gòu)。
1949~1950年間，美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片，不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利。
1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。
表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工表面的形式可分為五類。
加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。
按切削運動方式和相應(yīng)的刀刃形狀，刀具又可分為三類。通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀（不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀）、鏜刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀和鋸等；成形刀具，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分（刀齒或刀片）則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。
很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。 刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。
有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準(zhǔn)部分，如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、內(nèi)表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準(zhǔn)部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具。
刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃；焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。
硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機械夾固結(jié)構(gòu)；瓷刀具都采用機械夾固結(jié)構(gòu)。 刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。
增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)（粗、精加工）等，必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造和測量用的標(biāo)注角度在實際工作時，由于刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改。
4.金剛石刀具有那幾種,分別有什么不同,哪里的金剛石刀具好一些
金剛石刀具的類型
1、天然金剛石Natural Diamond(ND);
2、人造聚晶金剛石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD);
3、人造聚晶金剛石復(fù)合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化學(xué)氣相沉積涂層金剛石刀具Chemical各類金剛石刀具（4張）Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。
4、沉積厚度達(dá)100μm的無襯底純金剛石厚膜Thick Diamond Film(CD);
5、在刀具基體表面直接上沉積厚度小于30μm的金剛石薄膜涂層Coated Thin Diamond Film(CD)。
天然金剛石（ND）刀具
為天然金剛石拉蔓峰譜，具有以下特征：
(1)1332尖鋒處顯示存在金剛石。
(2)波型幅度（FWHM）為102.49999999999999px-1
顯示為純金剛石。ND是目前已知礦物中最硬的物質(zhì)，主要用于制備刀具車刀。天然金剛石刀具精細(xì)研磨后刃口半徑可達(dá)0.01~0.002μm。其中天然單晶金剛石（Single Crystalline Diamond,SCD）刀具切削刃部位經(jīng)高倍放大1500倍仍然觀察到刀刃光滑。SCD車削鋁制活塞時Ra可達(dá)到4μm，而在同樣切削條件下用PCD刀具加工時的表面粗糙時的Ra為15~50μm。故采用SCD刀具配合精密車床進(jìn)行精密和超精密加工，可獲得鏡面表面。
聚晶金剛石（PCD）刀具
PCD是高溫超高壓條件下通過鈷等金屬結(jié)合劑將金剛石微粉聚集燒結(jié)合成的多晶體材料，又稱燒結(jié)金剛石。聚晶金剛石刀具整體燒結(jié)成銑刀，用于銑削加工，PCD晶粒呈無序排列狀態(tài)，屬各向同性，硬度均勻，石墨化溫度為550℃。刀具具有高硬度、高導(dǎo)熱性、低熱脹系數(shù)、高彈性模量和低摩擦系數(shù)。刀刃非常鋒利等特點。
人造聚晶金剛石復(fù)合片（PDC）刀具
為提高PCD刀片的韌性和可焊性，常將PCD與硬質(zhì)合金刀體做成人造聚晶金剛石復(fù)合刀片（PDc）。即在硬質(zhì)合金基底其表面壓制一層0.5~1mm厚的PCD燒結(jié)而成。復(fù)合刀片的抗彎強度與硬質(zhì)合金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。PCD及人造聚晶金剛石復(fù)合片（PDC）刀具的刃口鋒利性和加工的工件表面質(zhì)量低于ND。同時其可加工性很差，磨削比小，難以根據(jù)刀頭的幾何形狀任意成形。目前利用人造聚晶金剛石復(fù)合片只能制備車刀，至今還不能制造帶斷屑槽的可轉(zhuǎn)位刀片和復(fù)雜三維曲面幾何形狀的銑刀。
CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具
金剛石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金剛石厚膜一次焊接至基體（通常為K類硬質(zhì)合金）上，形成復(fù)合片，然后拋光復(fù)合片，二次焊接至刀體上，刃磨成需要的形狀和刃口。CVD金剛石厚膜（金剛石膜厚度達(dá)30μm），具有硬度高、耐磨損、摩擦系數(shù)小等特點，是制造切削有色金屬和非金屬材料刀具的理想材料。由于金剛石焊接過程工藝復(fù)雜，CVD金剛石厚膜（TDF）焊接刀具尚未大批量應(yīng)用。
金剛石涂層刀具
金剛石涂層刀具是用CVD法直接在硬質(zhì)合金（K類硬質(zhì)合金）或陶瓷等基體上沉積一層1~25μm金剛石薄膜，無解理面各向同性。薄膜涂層刀具硬度達(dá)9800~10000HV。熱導(dǎo)率高，室溫下導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)2000W·m-1·K-1，而硬質(zhì)合金刀具導(dǎo)熱系數(shù)僅為80~100m-1·K-1。CVD方法金剛石可以涂層到任何復(fù)雜形狀的刀具上，這是聚晶金剛石無法擁有的最顯著的優(yōu)勢。
立方氮化硼（PCBN）刀具
立方氮化硼（PCBN）是繼人工合成金剛石之后出現(xiàn)的第二種無機超硬材料，其硬度略次于金剛石，熱穩(wěn)定性好，耐熱性可達(dá)到1400~1500度，比金剛石的耐熱性（700~800度）幾乎高一倍。立方氮化硼（PCBN）刀具主要適合加工各種黑色金屬及其合金材料；最適合于各種淬硬鋼（碳素工具鋼軸承鋼模具鋼高速鋼）珠光體灰口鑄鐵（釩鈦鑄鐵）冷硬鑄鐵高溫合金（鎳基合金鈷基合金）及表面噴涂堆焊的加工。具有使用壽命長，減少換刀次數(shù)，補償停機所花的時間，使數(shù)控機床和自動化生產(chǎn)線的高效能得到更充分的發(fā)揮，可以改變傳統(tǒng)的機械加工方式（即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂輪精加工的方法），從而能在一臺數(shù)控機床進(jìn)行淬火前淬火后的車削加工（以車代磨），具有很好的經(jīng)濟效益。
5.金剛石刀具如何挑選
1.有用過刀具的人都知道，刀刃越鋒利就越容易分解食物。
因此大家在選擇刀具時，應(yīng)查看器刀刃是否鋒利、平直、無缺口。目前市面上刀具種類繁多，如果按照材質(zhì)來劃分的話，大概可以分為鋼材，不銹鋼，碳鋼，陶瓷等等，事實上并不是硬度越高鋒利度越高。
因為菜刀的“快”還取決于刀刃口的度數(shù)，柔和度等。 2.對于廚房的刀具來說其高硬度是首要條件，刀具是從工價上去除材料的所以刀具的材料就應(yīng)該比工件的材料的硬度。
其次是刀具的高強度和強韌性的特點，刀具的材料在削割的時候有很大的切削力和沖擊力，所以刀具必須具備較高的強度及強韌性。重要的就是刀具材料應(yīng)具備耐磨性和耐熱性，因為刀具在使用時是對其他事物的切割，必須具備比其他事物更具耐磨性的特點，耐熱性就是對其變形的因素得到了很好的體現(xiàn)。
