金剛(gang)石涂層刀(dao)具選用常(chang)識

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用戶在選擇和使用金剛石涂層刀具之前，必須了解有關金(jin)剛石涂(tu)層刀具的以(yi)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)晶金剛石(shi)（也(ye)稱為類金剛石(shi)碳——譯(yi)注）涂(tu)層是(shi)采用(yong)PVD工藝沉積的一種碳膜。

它(ta)既具(ju)有一部分金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)SP3鍵，又具(ju)有一部分碳的(de)SP2鍵；其成膜硬度很高，但又低(di)于金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜的(de)硬度；其厚度也比(bi)我(wo)們通常沉(chen)積(ji)的(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)膜要薄一些。加工(gong)石(shi)(shi)(shi)墨時(shi)，非晶(jing)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂層刀(dao)具(ju)的(de)壽(shou)命(ming)是(shi)(shi)未涂層硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)2-3倍(bei)。與之相比(bi)，CVD金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)則是(shi)(shi)采用(yong)CVD工(gong)藝沉(chen)積(ji)的(de)純金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)涂層，加工(gong)石(shi)(shi)(shi)墨時(shi)的(de)刀(dao)具(ju)壽(shou)命(ming)是(shi)(shi)硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)具(ju)的(de)12-20倍(bei)，從(cong)而可(ke)減少換(huan)刀(dao)次數，提高加工(gong)的(de)可(ke)靠(kao)性和精度一致性。

（2）不能用金剛石刀具加工淬硬鋼

金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)由碳原(yuan)子(zi)構(gou)成。某些(xie)材(cai)料受(shou)熱時(shi)，會從金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)中吸出碳原(yuan)子(zi)并在工件中形成碳化物。鐵就是此類材(cai)料之一。用(yong)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)刀具加工鐵族材(cai)料時(shi)，摩(mo)擦產生的熱量會使(shi)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)中的碳原(yuan)子(zi)擴(kuo)散到鐵中，從而(er)造(zao)成金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)涂層因化學(xue)磨損(sun)而(er)提前失效。

（3）重磨和（或）重涂層的金剛石涂層刀具質量難以保證

由(you)(you)于(yu)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)表(biao)面生(sheng)(sheng)成的涂(tu)層為(wei)純金(jin)剛(gang)石，因此用金(jin)剛(gang)石磨輪對(dui)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)進行(xing)(xing)重磨需要耗費很長(chang)時間。此外(wai)，為(wei)使金(jin)剛(gang)石生(sheng)(sheng)長(chang)而(er)采用的刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)。制備工藝會(hui)改變(bian)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)表(biao)面的化學特(te)(te)性，由(you)(you)于(yu)涂(tu)層時要求對(dui)這種化學特(te)(te)性進行(xing)(xing)非常(chang)精確的控制，因此刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)重新涂(tu)層的效果難以得到保證(zheng)。

（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)金剛石涂(tu)層(ceng)刀具的(de)壽(shou)命是未(wei)涂(tu)層(ceng)硬質合(he)金刀具的(de)10-20倍，在某些(xie)情(qing)況下甚至可(ke)能更長(chang)。這樣，就能用一把(ba)刀具完(wan)(wan)成(cheng)幾乎(hu)任何加工(gong)任務，無(wu)(wu)需因(yin)刀具磨損而換刀，避免了加工(gong)中斷和重新校準，從而有可(ke)能實現無(wu)(wu)人值守加工(gong)。在復合(he)材料的(de)加工(gong)中，也完(wan)(wan)全可(ke)能獲(huo)得較長(chang)的(de)刀具壽(shou)命。

有報道稱，在加工高密度玻璃纖維、碳纖維和Gl0-FR4等難加工復合材料時，金剛(gang)石(shi)涂層刀具的(de)壽命可高達未涂層硬質(zhi)合金刀具的(de)70倍。

（5）金剛石涂層容易剝落

涂層剝落是(shi)(shi)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石涂層刀(dao)具的(de)(de)一個嚴重問(wen)題，也是(shi)(shi)一個常見問(wen)題（尤其(qi)在加(jia)工碳纖維之類材料(liao)時(shi)），會導致刀(dao)具壽命難(nan)以預(yu)測。上(shang)世紀90年代后期(qi)，界面(mian)化(hua)學特性(xing)被(bei)確定(ding)為(wei)是(shi)(shi)影(ying)響(xiang)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石涂層粘(zhan)附性(xing)能的(de)(de)重要(yao)因素。通(tong)過選擇兼(jian)容性(xing)好的(de)(de)硬質合金(jin)(jin)(jin)化(hua)學特性(xing)、采用適(shi)當的(de)(de)預(yu)處理技術和合理的(de)(de)沉積(ji)反應(ying)條件，就有(you)(you)可能減輕(qing)或消除金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石涂層的(de)(de)剝落，穩(wen)定(ding)地實現(xian)平穩(wen)的(de)(de)磨(mo)損(sun)(sun)模(mo)式(shi)。在顯微鏡下觀察正常磨(mo)損(sun)(sun)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石涂層刀(dao)具，可以發現(xian)，金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石被(bei)穩(wen)定(ding)磨(mo)損(sun)(sun)直至硬質合金(jin)(jin)(jin)基體(ti)，而沒有(you)(you)發生崩刃或剝落。