天然单晶钻石刀具的特点和注意事项

  钻石刀具是目前超精密加工领域的主要切削刀具，其切削刀具一般质量大于0.1g，最小径长不小于2mm，可实现镜面加工，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，切削出来的效果非常光亮，是理想的超精密加工刀具。钻石刀具可分为天然钻石刀具（ND刀具）和人造钻石刀具（MCD和CVD刀具）。

  天然钻石材料（ND）

  天然金刚石约98%属于Ia型氮[N]（~2500ppm）天然金刚石的形成大部份是在至少25亿年的岩石中产生，而且大约在140~200公里的地底下形成，在这个深度下的强大压力(每平方基叶150万磅）和极高温度（约2800℃)造成稀有的碳原子紧密的聚集在一起，而形成的晶体结构。经过火山爆发，强烈的能量猛烈推挤含有金刚石的古老岩石，然后迅速的被岩浆或熔解的石头带到地面。由于天然钻石刀具拥有高硬度、高耐磨性与高热传导系数，因此很早就被应用于制作切削工具，近年来随着科技进度，对加工品质与误差的要求越来越高，天然钻石刀具(ND刀具)被广泛应用在光学元件加工。

  天然钻石刀具类别

  根据不同工况所采用的设备(数控机床、CNC加工中心等)、切削工艺的不同，天然钻石可根据需要焊接在不同的刀体上，制作成不同的切削刀具，常用的天然钻石刀具种类有：天然钻石刀片(单晶刀粒)、单晶金刚石车刀、单晶铣刀、单晶倒角刀、天然钻石高光刀、单晶球铣刀等。

  天然钻石刀具的性能特点

  （1）单晶金刚石刀具具有极高的硬度（10000HV），从而获得良好的耐磨性；

  （2）单晶金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，切削时不宜粘刀和产生积屑瘤，可进行超薄切削和超精密加工；

  （3）摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力；

  （4）刃口在800倍No ** rski（尼康）显微镜下观察无缺陷，加工有色金属时表面粗糙度可达Rz0.1～0.05μm， 被加工工件的形状精度控制50nm以下；

  （5）采用精选的单晶金刚石刀具颗粒，一致性好，使用寿命是硬质合金刀具的100倍，甚至几百倍。

  天然钻石刀具使用注意事项

  为了提高刀具的使用寿命和避免不必要的问题，在使用时请注意以下几点：

  1、不可使用手指或其他物体直接触碰钻石刀尖，只可接触工件；

  2、由于钻石刀具硬而脆的特性，时进给量请先从小到大，进给速度从慢到快，切削用量以不超过0.05mm为宜。较高的切削速度可以减小切削力，而低速切削会增大切削力，从而加速刀具崩刃失效，因此采用天然钻石刀具加工时切削速度不宜过低，在使用时，可与刀具工程师提前沟通确认切削参数；

  3、天然钻石刀具脆性大，刀刃非常锋利，收到冲击时容易产生崩刃，因此尽可能在平衡、无振动的工作条件下使用。同时应避免在静止状态下使单晶金刚石刀具与工件或其他硬物接触，以防止碰上刀具刃口，应避免在切削时刀具未离开工件的情况下停机。

  4、及车削过程中，请注意刀具不可车削黑色金属(铁系金属)，可以接触非有色金属(金银铜铝等)及塑料等。车削过程中碰到黑色金属，刀具极有可能出现崩刃、断裂甚至直接报废的情况。

  5、在使用过程中，如果出现磨损，可通过显微镜检测，如果在可修磨范围内，可反复修磨多次重复使用节约成本，如果超出了可测量磨损范围，则需要更换刀具。