金剛石刀具顧名思義是一款用金剛石制作的刀具,具有極高的硬度和耐磨度。但金剛石刀具類(lèi)型繁多,性能差異顯著,不同類(lèi)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。例如金剛石刀具廠(chǎng)生產(chǎn)的金剛石涂層刀具,用戶(hù)在選擇和使用金剛石刀具之前,必須了解有關(guān)金剛石刀具的涂層以下幾點(diǎn)常識(shí):
1、涂層的區(qū)別:非晶金剛石(也稱(chēng)為類(lèi)金剛石碳——譯注)涂層是采用PVD工藝沉積的一種碳膜。它既具有一部分金剛石的SP3鍵,又具有一部分碳的SP2鍵;其成膜硬度很高,但又低于金剛石膜的硬度;其厚度也比我們通常沉積的金剛石膜要薄一些。加工石墨時(shí),非晶金剛石涂層刀具的壽命是未涂層硬質(zhì)合金刀具的2-3倍。與之相比,CVD金剛石則是采用CVD工藝沉積的純金剛石涂層,加工石墨時(shí)的刀具壽命是硬質(zhì)合金刀具的12-20倍,從而可減少換刀次數(shù),提高加工的可靠性和精度一致性。
2、金剛石涂層的剝落可以預(yù)防涂層剝落是金剛石涂層刀具的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,也是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題(尤其在加工碳纖維之類(lèi)材料時(shí)),會(huì)導(dǎo)致刀具壽命難以預(yù)測(cè)。上世紀(jì)90年代后期,界面化學(xué)特性被確定為是影響金剛石涂層粘附性能的重要因素。通過(guò)選擇兼容性好的硬質(zhì)合金化學(xué)特性、采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)和合理的沉積反應(yīng)條件,就有可能減輕或消除金剛石涂層的剝落,穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的磨損模式。在顯微鏡下觀(guān)察正常磨損的金剛石涂層刀具,可以發(fā)現(xiàn),金剛石被穩(wěn)定磨損直至硬質(zhì)合金基體,而沒(méi)有發(fā)生崩刃或剝落。
我們都知道金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的極佳選擇,也最能體現(xiàn)石墨刀具優(yōu)越的使用性能;金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性;但是在國(guó)內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石涂層在近期不會(huì)有太大發(fā)展,不過(guò)我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上,優(yōu)化刀具的角度,選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu),在某種程度上是可以在石墨加工當(dāng)中應(yīng)用的。
金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別,所以在設(shè)計(jì)金剛石涂層刀具時(shí),由于石墨加工的特殊性,其幾何角度可適當(dāng)放大,容削槽也變大,也不會(huì)降低其刀具鋒口的耐磨性;對(duì)于普通的TiAlN涂層,雖然比無(wú)涂層的刀具其耐磨有顯著的提高,但比起金剛石涂層來(lái)說(shuō),在加工石墨時(shí)它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小,以增加其耐磨性。
對(duì)金剛石涂層來(lái)說(shuō),目前世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來(lái)研究開(kāi)發(fā)相關(guān)涂層技術(shù),但是至今為止,國(guó)外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅僅限于歐洲;pcd作為一款出色的石墨加工刀具,同樣采用目前世界極先進(jìn)的涂層技術(shù)對(duì)刀具進(jìn)行表面處理,以確保加工壽命的同時(shí),保證刀具的經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
以上是關(guān)于金剛石涂層刀具的相關(guān)內(nèi)容,金剛石刀具廠(chǎng)提醒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(jìn)給率和切削速度,以及工件的幾何形狀等。因此采購(gòu)前需要咨詢(xún)清楚。希望以上內(nèi)容對(duì)讀者有幫助。