金剛(gang)石涂層刀(dao)具選用(yong)常識(shi)

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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(guan)金剛石涂層刀具(ju)的(de)以下幾點常識(shi)：

（1）CVD金剛石涂層與非晶金剛石涂層的區別

非晶金(jin)(jin)剛石（也稱為類金(jin)(jin)剛石碳(tan)(tan)——譯注）涂(tu)層是(shi)采用PVD工藝沉積的一種碳(tan)(tan)膜(mo)。

它既具(ju)(ju)(ju)有一部分金(jin)剛(gang)(gang)石的(de)(de)SP3鍵，又(you)具(ju)(ju)(ju)有一部分碳的(de)(de)SP2鍵；其(qi)(qi)成(cheng)膜硬度很高，但又(you)低于金(jin)剛(gang)(gang)石膜的(de)(de)硬度；其(qi)(qi)厚度也比我們通常(chang)沉積的(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石膜要薄一些。加工(gong)石墨時(shi)，非晶金(jin)剛(gang)(gang)石涂層(ceng)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)壽(shou)命是(shi)(shi)未涂層(ceng)硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)2-3倍。與之(zhi)相比，CVD金(jin)剛(gang)(gang)石則是(shi)(shi)采用CVD工(gong)藝(yi)沉積的(de)(de)純金(jin)剛(gang)(gang)石涂層(ceng)，加工(gong)石墨時(shi)的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)壽(shou)命是(shi)(shi)硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)12-20倍，從而可減少換刀(dao)(dao)(dao)次數，提(ti)高加工(gong)的(de)(de)可靠性(xing)和精度一致性(xing)。

（2）不能用金剛石刀具加工淬硬鋼

金剛(gang)(gang)石(shi)由碳(tan)原子(zi)構成(cheng)。某些材(cai)料受熱時，會(hui)從金剛(gang)(gang)石(shi)中(zhong)(zhong)吸出(chu)碳(tan)原子(zi)并在工件中(zhong)(zhong)形成(cheng)碳(tan)化物。鐵就是此類材(cai)料之一。用金剛(gang)(gang)石(shi)刀具(ju)加(jia)工鐵族材(cai)料時，摩擦(ca)產生的(de)熱量會(hui)使(shi)金剛(gang)(gang)石(shi)中(zhong)(zhong)的(de)碳(tan)原子(zi)擴散到鐵中(zhong)(zhong)，從而造(zao)成(cheng)金剛(gang)(gang)石(shi)涂層(ceng)因化學(xue)磨損而提前失(shi)效(xiao)。

（3）重磨和（或）重涂層的金剛石涂層刀具質量難以保證

由(you)于刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)表面生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)涂層為純金(jin)剛石(shi)，因此(ci)用金(jin)剛石(shi)磨輪對刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)進(jin)行重(zhong)磨需要(yao)耗費很長時間。此(ci)外(wai)，為使金(jin)剛石(shi)生(sheng)(sheng)長而采(cai)用的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)。制(zhi)備工藝會(hui)改變刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)表面的(de)化學特性，由(you)于涂層時要(yao)求對這(zhe)種化學特性進(jin)行非常(chang)精確(que)的(de)控(kong)制(zhi)，因此(ci)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)重(zhong)新(xin)涂層的(de)效果難以得到保證。

（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)金剛石涂層刀具(ju)(ju)(ju)的(de)壽命(ming)是未涂層硬質(zhi)合(he)金刀具(ju)(ju)(ju)的(de)10-20倍，在某些情況下(xia)甚至(zhi)可(ke)能更(geng)長(chang)。這樣，就能用一把刀具(ju)(ju)(ju)完(wan)成幾乎(hu)任(ren)何(he)加(jia)工任(ren)務，無需因刀具(ju)(ju)(ju)磨損而換刀，避免了加(jia)工中斷和重新校(xiao)準，從而有可(ke)能實現(xian)無人值守加(jia)工。在復合(he)材料的(de)加(jia)工中，也(ye)完(wan)全(quan)可(ke)能獲得較長(chang)的(de)刀具(ju)(ju)(ju)壽命(ming)。

有報道稱，在加工高(gao)密度玻璃纖(xian)維(wei)、碳纖(xian)維(wei)和Gl0-FR4等難加工復合(he)材(cai)料(liao)時，金(jin)剛(gang)石涂層刀具的壽命可(ke)高(gao)達(da)未涂層硬質(zhi)合(he)金(jin)刀具的70倍(bei)。

（5）金剛石涂層容易剝落

涂(tu)(tu)層(ceng)剝落是金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)刀(dao)具(ju)(ju)的(de)一個嚴(yan)重(zhong)問題，也是一個常見問題（尤(you)其在(zai)加工碳纖維之(zhi)類材料時），會導致刀(dao)具(ju)(ju)壽命(ming)難以預測(ce)。上世紀(ji)90年代后期，界面化學(xue)特性被(bei)確定(ding)為是影響金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)粘附(fu)性能的(de)重(zhong)要因素。通過選擇兼容性好的(de)硬質合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)化學(xue)特性、采用適當(dang)的(de)預處(chu)理(li)技術和(he)合(he)(he)理(li)的(de)沉積反應條(tiao)件，就有(you)可(ke)(ke)能減輕或(huo)消除金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)剝落，穩定(ding)地(di)實現平(ping)穩的(de)磨(mo)損(sun)模(mo)式(shi)。在(zai)顯(xian)微(wei)鏡下觀察正常磨(mo)損(sun)的(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)涂(tu)(tu)層(ceng)刀(dao)具(ju)(ju)，可(ke)(ke)以發現，金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)被(bei)穩定(ding)磨(mo)損(sun)直至硬質合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)基體，而(er)沒有(you)發生崩(beng)刃(ren)或(huo)剝落。