金刚石刀具汇总(金刚石刀具有哪些特点)

1.金刚石刀具有哪些特点

金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。

可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。

天然金刚石刀具目前主要用于紫铜及铜合金和金、银、铑等贵重有色金属，以及特殊零件的超精密镜面加工，如录相机磁盘、光学平面镜、多面镜和二次曲面镜等。但其结晶各向异性，刀具价格昂贵。

PCD的性能取决于金刚石晶粒及钴的含量，刀具寿命为硬质合金（WC基体）刀具的10~500倍。 主要用于车削加工各种有色金属如铝、铜、镁及其合金、硬质合金和耐磨性极强的纤维增塑材料、金属基复合材料、木材等非金属材料。

切削加工时切削速度、进给速度和切削深度加工条件取决于工件材料以及硬度。人造聚晶金刚石复合片（PDC）性能和应用接近PCD刀具，主要用在有色金属、硬质合金、陶瓷、非金属材料（塑料、硬质橡胶、碳棒、木材、水泥制品等）、复合材料等切削加工，逐渐替代硬质合金刀具。

由于金刚石颗粒问有部分残余粘结金属和石墨，其中粘结金属以聚结态或呈叶脉状分布会减低刀具耐磨性和寿命。此外存在溶媒金属残留量，溶媒金属与金刚石表面直接接触。

降低（PDC）的抗氧化能力和刀具耐热温度，故刀具切削性能不够稳定。金刚石厚膜刀具制备过程复杂，因金刚石与低熔点金属及其合金之间具有很高的界面能。

金刚石很难被一般的低熔点焊料合金所浸润。可焊性极差，难以制作复杂几何形状刀具，故TDF焊接刀具不能应用在高速铣削中。

金刚石涂层刀具可以应用于高速加工，原因是除了金刚石涂层刀具具有优良的机械性能外，金刚石涂层工艺能够制备任意复杂形状铣刀，用于高速加工如铝钛合金航空材料和难加工非金属材料如石墨电极等。 。

2.金刚石刀具特点有哪些

金刚石刀具特点： 1、金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性：金刚石是自然界已经发现的最硬的物质； 2、金刚石刀具具有很低的摩擦系数：摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力； 3、金刚石刀具切削刃非常锋利：金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利； 4、金刚石刀具具有很高的导热性能：金刚石的导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，刀具切削部分温度低。

5、金刚石刀具具有较低的热膨胀系数：金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，由切削热引起的刀具尺寸的变化很小。

3.刀具知识

刀具的基本知识刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。

广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。 绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。

由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。

刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。

战国后期（公元前三世纪），由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。 当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。

然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。

1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。

那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。

1898年，美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。

在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。 由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。

1949~1950年间，美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。

1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。

表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复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为五类。

加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。

按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀（不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀）、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分（刀齿或刀片）则镶装在刀体上。

刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。

带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄靠锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。

很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。 刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。

有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。

刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。

硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。 刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。

增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。

在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质（粗、精加工）等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改。

4.金刚石刀具有那几种,分别有什么不同,哪里的金刚石刀具好一些

金刚石刀具的类型

1、天然金刚石Natural Diamond(ND);

2、人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD);

3、人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC)；化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical各类金刚石刀具（4张）Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。

4、沉积厚度达100µm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD);

5、在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30µm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。

天然金刚石（ND）刀具

为天然金刚石拉蔓峰谱，具有以下特征：

(1)1332尖锋处显示存在金刚石。

(2)波型幅度（FWHM）为102.49999999999999px-1

显示为纯金刚石。ND是目前已知矿物中最硬的物质，主要用于制备刀具车刀。天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01~0.002µm。其中天然单晶金刚石（Single Crystalline Diamond,SCD）刀具切削刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。SCD车削铝制活塞时Ra可达到4µm，而在同样切削条件下用PCD刀具加工时的表面粗糙时的Ra为15~50µm。故采用SCD刀具配合精密车床进行精密和超精密加工，可获得镜面表面。

聚晶金刚石（PCD）刀具

PCD是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚集烧结合成的多晶体材料，又称烧结金刚石。聚晶金刚石刀具整体烧结成铣刀，用于铣削加工，PCD晶粒呈无序排列状态，属各向同性，硬度均匀，石墨化温度为550℃。刀具具有高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数。刀刃非常锋利等特点。

人造聚晶金刚石复合片（PDC）刀具

为提高PCD刀片的韧性和可焊性，常将PCD与硬质合金刀体做成人造聚晶金刚石复合刀片（PDc）。即在硬质合金基底其表面压制一层0.5~1mm厚的PCD烧结而成。复合刀片的抗弯强度与硬质合金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。PCD及人造聚晶金刚石复合片（PDC）刀具的刃口锋利性和加工的工件表面质量低于ND。同时其可加工性很差，磨削比小，难以根据刀头的几何形状任意成形。目前利用人造聚晶金刚石复合片只能制备车刀，至今还不能制造带断屑槽的可转位刀片和复杂三维曲面几何形状的铣刀。

CVD金刚石厚膜（TDF）焊接刀具

金刚石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金刚石厚膜一次焊接至基体（通常为K类硬质合金）上，形成复合片，然后抛光复合片，二次焊接至刀体上，刃磨成需要的形状和刃口。CVD金刚石厚膜（金刚石膜厚度达30µm），具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。由于金刚石焊接过程工艺复杂，CVD金刚石厚膜（TDF）焊接刀具尚未大批量应用。

金刚石涂层刀具

金刚石涂层刀具是用CVD法直接在硬质合金（K类硬质合金）或陶瓷等基体上沉积一层1~25µm金刚石薄膜，无解理面各向同性。薄膜涂层刀具硬度达9800~10000HV。热导率高，室温下导热系数高达2000W·m-1·K-1，而硬质合金刀具导热系数仅为80~100m-1·K-1。CVD方法金刚石可以涂层到任何复杂形状的刀具上，这是聚晶金刚石无法拥有的最显著的优势。

立方氮化硼（PCBN）刀具

立方氮化硼（PCBN）是继人工合成金刚石之后出现的第二种无机超硬材料，其硬度略次于金刚石，热稳定性好，耐热性可达到1400~1500度，比金刚石的耐热性（700~800度）几乎高一倍。立方氮化硼（PCBN）刀具主要适合加工各种黑色金属及其合金材料；最适合于各种淬硬钢（碳素工具钢轴承钢模具钢高速钢）珠光体灰口铸铁（钒钛铸铁）冷硬铸铁高温合金（镍基合金钴基合金）及表面喷涂堆焊的加工。具有使用寿命长，减少换刀次数，补偿停机所花的时间，使数控机床和自动化生产线的高效能得到更充分的发挥，可以改变传统的机械加工方式（即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂轮精加工的方法），从而能在一台数控机床进行淬火前淬火后的车削加工（以车代磨），具有很好的经济效益。

5.金刚石刀具如何挑选

1.有用过刀具的人都知道，刀刃越锋利就越容易分解食物。

因此大家在选择刀具时，应查看器刀刃是否锋利、平直、无缺口。目前市面上刀具种类繁多，如果按照材质来划分的话，大概可以分为钢材，不锈钢，碳钢，陶瓷等等，事实上并不是硬度越高锋利度越高。

因为菜刀的“快”还取决于刀刃口的度数，柔和度等。 2.对于厨房的刀具来说其高硬度是首要条件，刀具是从工价上去除材料的所以刀具的材料就应该比工件的材料的硬度。

其次是刀具的高强度和强韧性的特点，刀具的材料在削割的时候有很大的切削力和冲击力，所以刀具必须具备较高的强度及强韧性。重要的就是刀具材料应具备耐磨性和耐热性，因为刀具在使用时是对其他事物的切割，必须具备比其他事物更具耐磨性的特点，耐热性就是对其变形的因素得到了很好的体现。