在机加工时，对金刚石刀具材料的种类、性能和特点及应用知识须知

  金刚石是碳的同素同分异构体，它是大自然早已发觉的最为坚硬的一种原材料。金刚石刀具具备高韧性、高耐磨性能和高传热性能，在稀有金属和非金属材质生产加工中获得普遍的运用。特别是在在铝和硅铝合金型材快速切削生产加工中，金刚石刀具是无法取代的关键切削刀具种类。可完成效率高、高可靠性、寿命长生产加工的金刚石刀具是当代数控车床加工中不可以缺失的主要专用工具。

  金刚石刀具的类型

  ①纯天然金刚石刀具：纯天然金刚石做为切削刀具已经有几百年的时间了，纯天然单晶体金刚石刀具通过细致碾磨，刀口能磨得极为锐利，刀口半经可以达到0.002μm，能完成纤薄切削，可以生产加工出很高的产品工件精密度和非常低的外表粗糙度，是全球公认的、理想化的和不可以替代的超精密机械加工刀具。

  ②PCD金刚石刀具：纯天然金刚石价格比较贵，金刚石广泛运用于切削生产加工的或是聚晶金刚石(PCD)，自20新世纪70时代初，选用超高压高温生成工艺制取的聚晶金刚石，通称PCD刀头研制之后，在许多情况下纯天然金刚石刀具早已被人工合成聚晶金刚石所替代。PCD原材料来源于丰富多彩，其价钱仅有纯天然金刚石的几十分之一至十几分之一。

  PCD刀具没法打磨极为锐利的刀口，生产加工的产品工件表层质量也比不上纯天然金刚石，如今工业生产中还生产制造出了含有断屑槽的PCD刀头。因而，PCD能用以稀有金属和非金属材料的精切，难以做到超高精密镜面玻璃切削。

  ③CVD金刚石刀具：自打20新世纪70时期末至80时代初，CVD金刚石技术性发生了。CVD金刚石就是指用有机化学液相堆积法(CVD)在异质性基材(如硬质合金刀具、瓷器等)上生成的金刚石膜，CVD金刚石具备与纯天然金刚石完全一致的构造和特点。

  CVD金刚石的性能与纯天然金刚石对比十分贴近，兼具纯天然单晶体金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优势，在一定水平上又摆脱了他们的不够。

  金刚石刀具的性能特性：

  ①非常高的强度和耐磨性能：纯天然金刚石是大自然早已发觉的最硬的物质。金刚石具备很高的耐磨性能，生产加工高韧性原材料时，金刚石刀具的使用寿命为硬质合金刀具刀具的lO～100倍，乃至达到十几倍。

  ②具备很低的摩擦阻力：金刚石与一些稀有金属中间的摩擦阻力比别的刀具都低，摩擦阻力低，生产加工时形变小，可减少切削力。

  ③切削刃十分锐利：金刚石刀具的切削刃可以磨得十分锐利，纯天然单晶体金刚石刀具可达到0.002～0.008μm，能开展纤薄切削和超精密机械加工。

  ④ 具备很高的传热性能：金刚石的传热系数及热扩散系数率高，切削热非常容易散出，刀具切削一部分温度低。

  ⑤具备较低的线膨胀系数：金刚石的线膨胀系数比硬质合金刀具小好几倍，由切削热造成的刀具规格的转变不大，这对外形尺寸精密度规定很高的高精密和超精密机械加工而言至关重要。

  金刚石刀具的运用

  金刚石手工雕刻刀具系列产品关键用以石料、硬质合金刀具等行业，比如郑，还可给予非标定制服务。

  而金刚石镀层刀具系列产品关键用以铝、高纯石墨、瓷器、碳纤维材料、玻纤等行业。单晶体金刚石刀具系列产品关键用以铜、铝等稀有金属及高纯石墨、夹层玻璃、塑胶、瓷器等原材料等行业。

  金刚石刀具的缺点是耐热性较弱，切削溫度超出700℃～800℃时，便会彻底丧失其强度；除此之外，它不适合切削轻金属，由于金刚石(碳)在持续高温下非常容易与铁原子功效，使氧原子转换为石墨结构，刀具非常容易毁坏。

  立方氮化硼刀具原材料的类型、性能和特性及刀具运用

  用与金刚石生产制造方式类似的办法生成的第二种超硬材料—立方氮化硼(CBN)，在强度和导热系数层面仅次金刚石，耐热性很好，在空气中加温至10000C都不产生空气氧化。CBN针对轻金属具备极其平稳的有机化学性能，可以普遍用以钢材产品的生产加工。

  ⑴ 立方氮化硼刀具的类型

  立方氮化硼(CBN)是大自然中不会有的化学物质，有单晶体和单晶体之分，即CBN单晶体和聚晶立方氮化硼(Polycrystallinecubic bornnitride，通称PCBN)。CBN是碳化硼(BN)的同素同分异构体之一，构造与金刚石类似。

  PCBN（聚晶立方氮化硼）是在超高压高温下将细微的CBN原材料根据融合相(TiC、TiN、Al、Ti等)煅烧在一起的多晶体原材料，是现阶段运用人造的强度仅次金刚石的刀具原材料，它与金刚石通称为超硬刀具原材料。PCBN关键用以制做刀具或别的专用工具。

  PCBN刀具可分成总体PCBN刀头和与硬质合金刀具复合型煅烧的PCBN复合型刀头。

  PCBN复合型刀头是在抗压强度和延展性很好的硬质合金刀具上煅烧一层O.5～1.0mm厚的PCBN而成的，其性能兼具不错的延展性和较高的强度及耐磨性能，它解决了CBN刀头抗拉强度低和补焊艰难等难题。

  立方氮化硼的关键性能、特性

  立方氮化硼的形状虽略仅次于金刚石，但却远远地大于别的高韧性原材料。CBN的明显优势是耐热性比金刚石高得多，可以达到1200℃之上(金刚石为700～800℃)，另一个突显优势是有机化学可塑性大，与铜元素在1200～1300℃下都不起化学变化。立方氮化硼的关键性能特性如下所示。

  ①高的强度和耐磨性能：CBN分子结构与金刚石类似，具备与金刚石相仿的强度和抗压强度。PCBN尤其适用于生产加工过去只有切削的高韧性原材料，能得到有效的产品工件表层质量。

  ②具备很高的耐热性：CBN的耐温性可以达到1400～1500℃，比金刚石的耐温性(700～800℃)基本上高1倍。PCBN刀具可以用比硬质合金刀具刀具高3～5倍的速率快速切削耐热合金和淬软钢。

  ③优质的有机化学可靠性：与铁系原材料到1200—1300℃时都不起化学效用，不容易像金刚石那般大幅度损坏，这时候它仍能维持硬质合金刀具的强度；PCBN刀具合适于切削淬火钢零件和冷硬生铁，可普遍使用于生铁的快速切削。

  ④具备不错的热导性：CBN的热导性尽管跟不上金刚石，可是在各种刀具原材料中PCBN的热导性仅次金刚石，大大的高过弹簧钢和硬质合金刀具。

  ⑤ 具备较低的摩擦阻力：低的摩擦阻力可造成切削时切削力减少，切削溫度减少，生产加工表层质量提升。

   立方氮化硼刀具运用：

  立方氮化硼适合用于深度加工各种各样淬火钢、硬生铁、耐热合金、硬质合金刀具、表层喷漆原材料等难切削原材料。加工精度可以达到IT5(孔为IT6)，外表粗糙度值可小至Ra1.25～0.20μm。

  立方氮化硼刀具原材料硬度和抗拉强度较弱。因而，立方氮化硼车床车刀不适合用以低速档、冲击性荷载大的初加工；与此同时不宜切削塑性变形大的原材料(如铝合金型材、合金铜、镍基高温合金、塑性变形大的钢等)，由于切削这种金属材料的时候会造成明显的积屑瘤，而使生产加工表层恶变。