超硬刀具材料研究的进展(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1

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对加有涂层的刀具材料的第二个限制是基体上的涂层必然在刃口上形成倒圆，这将限制涂层的厚度，因而有必要对加有涂层的刃口进行处理(如研磨)。至目前为止，薄膜金刚石产品的市场还不是很大。

CVD金刚石厚膜

与此相反，CVD金刚石厚膜可以通过特殊的、简便易行的技术钎焊在所要求的基体上。然而这种钎焊点的强度决不等同于PCD强度，在用于间断切削这种高要求的机械加工过程时，这种连接就显得很脆弱。不然的话，CVD金刚石厚膜将能在整个机械加工应用领域同PCD竞争。它同PCD相比，其主要优点是它的热稳定性更好，其缺点是较高的脆性和不导电性。缺乏导电性阻碍了它用于放电腐蚀(EDM)切削和加工技术，该项技术在金刚石刀具加工业，尤其是在木材加工用刀具的生产和修整上得到了广泛应用。但是能用EDM切削的厚CVD刀具材料已经制造出来，目前正在对它进行评估。它潜在的应用领域还有对高耐磨工件的机械加工，在这种场合主要利用了CVD金刚石厚膜中金刚石的高纯度以及由此带来的耐磨性和热稳定性的提高。

目前CVD金刚石厚膜的成本较高，随着技术的发展，其制造成本会逐步降低，并最终会进入超硬工具工业领域。

CVD CBN

CVD CBN与金刚石不同，金刚石由单一元素组成，而它是化合物，包括化学计量在内的众多问题都使它的生长工艺更为复杂。尽管经过多年研究，实际上所有的CVD CBN涂层都是多相微晶材料。同高质量的CVD金刚石相比，CVD CBN更象“类金刚石碳”(DLC)。发展涂有DLC涂层刀具的应用是很有可能的，尽管到目前为止，这种应用前景还未明显显现。

结论

综上所述，各种不同形式的金刚石切削刀具能很好地相互补充。然而也存在一些相互交叉的应用领域，在这些领域需对刀具产品进行合理选择。最有可能出现交叉应用的有以下两类产品：①天然和人工合成的单晶金刚石；②PCD和CVD金刚石厚膜。

人工合成的单晶金刚石已经发展到一个较为先进的水平，已有国际标准对产品质量进行鉴定。在天然金刚石中，大尺寸金刚石较为少见，而人工合成大尺寸金刚石的成功为开辟新的应用领域(如木材加工业)提供了可能。

可加工级的CVD金刚石厚膜具有很高的机械强度和良好的热学性能，它的迅速发展表明CVD金刚石将在刀具工业中发挥积极作用。

用合成金刚石替代天然金刚石、用CVD金刚石替代PCD的发展程度都取决于技术和经济两方面的因素。价格和性能的关系、刀具制造商和最终用户对CVD金刚石的信任程度尤其是成型、研磨和钎焊工艺的容易程度等都将影响其发展的最终结果。但有一点是肯定的，那就是必然向更高生产率和更高切削速度的方向发展。随着更耐磨、更难加工的工件材料日益增多，各类金刚石刀具的应用也将持续增加。 (

• 可转位刀具的选用

• 磨具知识

• 震动和钻孔

• 纳米级金刚石的合成及其应用

• 涂附磨具知识

• 圆拉刀的合理使用