金剛石刀具存在的問題

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)重問題，也是一個(gè)常見問題(尤其在加工碳纖維之類材料時(shí))，會導(dǎo)致刀具壽命難以預(yù)測。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質(zhì)優(yōu)金剛石工具電鍍。

通過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)條件金剛石工具電鍍，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，而沒有發(fā)生崩刃或剝落。

磨料磨具類金剛石膜特性

磨料磨具類金剛石膜有機(jī)械性能、電阻率及耐腐蝕性、光學(xué)性能和穩(wěn)定性;

機(jī)械性能：磨料磨具中類金剛石膜具有高硬度和高彈性模量，不同的沉積方法制備的DLC膜硬度差異很大，沉積的工藝參數(shù)對DLC膜的硬度也有影響，膜層內(nèi)的成分對膜層硬度也有一定影響。

但是類金剛石膜也有很高的內(nèi)應(yīng)力金剛石鋸片電鍍，薄膜的內(nèi)應(yīng)力是決定薄膜的穩(wěn)定性和使用壽命并影響性能的重要因素，而且內(nèi)應(yīng)力也會限制膜的厚度。壓應(yīng)力是由所含的氫造成的，促使sp3和sp2的比例變小，會影響膜的性能，研究發(fā)現(xiàn)含氫量小于1%的類金剛石膜應(yīng)力較低，另外膜厚的均勻性對內(nèi)應(yīng)力也有影響。通過在膜中摻雜N、Si、O，金屬內(nèi)應(yīng)力可以減小金剛石磨盤電鍍，然而內(nèi)應(yīng)力減小會影響到硬度和彈性模量。

影響金剛石成核生長的兩方面

磨料磨具中從影響金剛石成核生長的熱力學(xué)和動力學(xué)方面考慮，主要有：襯底(基片)材料、襯底(基片)的預(yù)處理、襯底(基片)的爐內(nèi)處理、沉積氣源(氣體中碳的濃度)、襯底(基片)溫度、氣體壓強(qiáng)以及氫原子在沉積中的作用。

在這些因素中，對成膜的質(zhì)量，沉積速率都有影響，但是由于沉膜過程的復(fù)雜，各種不同的制備方法與工藝參數(shù)又互相關(guān)聯(lián)，彼此之間又有差異，各工藝參數(shù)對學(xué)和金剛石膜的質(zhì)量和沉積速率的影響都還沒有特定的規(guī)律和精辟的解釋。

好的電鍍金剛石磨頭應(yīng)該具備哪些屬性呢？

在電鍍金剛石磨頭的使用過程中，常常會遇到這樣的問題："為什么同樣是同廠的電鍍金剛石磨頭，壽命波動有成倍數(shù)的差異？""為什么同樣的電鍍金剛石磨頭不同廠家的壽命差異好幾倍？"仔細(xì)想來得知：我們不能把質(zhì)量、壽命寄托在生產(chǎn)師傅的熟練度或者某個(gè)秘方上，一飲一啄豈非前定，任何事物都有其理化特性，電鍍金剛石磨頭當(dāng)然也不例外。下面金剛石工具就來為大家介紹一下好的電鍍金剛石磨頭應(yīng)該具備的屬性：   一，與被加工對象匹配的磨料。（筆者認(rèn)為沒有好或者差的金剛石，只有合適的金剛石。）磨料粒度分布集中，尺寸合適，太大易崩邊，太小不利于長效磨削。金剛石沖擊強(qiáng)度適中，能在磨削過程中能出刃，不被擊碎。太硬了不出刃，尖角被磨品后不能出刃，磨具會打滑；太軟磨料被擠壓成粉了，壽命特別短    二，機(jī)械性能良好的結(jié)合劑。內(nèi)應(yīng)力低或者為零時(shí)，對抗拉強(qiáng)度和伸長率有一定要求，如果沒有足夠的"韌性",結(jié)合劑在受沖擊時(shí)磨料易被彈出或者擊碎。

三，合適的包覆率。過高了不鋒利，易打滑，崩邊；過低則容易導(dǎo)致磨料提前脫落。

四，良好的浸潤性。磨料如果不親水，做出來的磨具有如空中樓閣。磨料"把持力"和磨料親水性成正比。

五，合適的極化能力。這個(gè)能力將確定磨料周圍凹陷的具體形貌。

金剛石磨頭磨盤刀具的性能及種類

之前，金剛石磨頭磨盤刀具幾乎不為所用，原因在于成本太高。如今，雖然金剛石磨頭磨盤刀具價(jià)格仍然優(yōu)點(diǎn)貴，但其質(zhì)量和可靠性已然提高。在這個(gè)追求質(zhì)量和效率的年代，金剛石磨頭磨盤刀具是很好的刀具材料。故在汽車，航空航天以及等領(lǐng)域的切削加工中具有很大的競爭及。并且在剛性較好的機(jī)床上使用，制造商可以完全發(fā)揮出金剛石磨頭磨盤刀具所具備的潛能，為制造商提升生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

目前金剛石磨頭磨盤刀具分為整體式，復(fù)合式和鑲嵌式，如整體式金剛石磨頭磨盤刀具，就具備良好的耐磨性和抗衡從擊韌性，在高硬度鑄鐵領(lǐng)域得到很好的發(fā)展和利用。就如粗加工磨頭鑄鐵時(shí)，由于鑄件余量大，而且難免會出現(xiàn)夾砂、氣孔等鑄造缺陷，對刀具來講是很大的困擾，尤其是硬度在HRC50以上的更難加工。

整體式金剛石磨頭磨盤刀具雙面都有刃口加工，降低了刀具生產(chǎn)成本，并且整體式金剛石磨頭磨盤刀具的橫剖面有4.76mm厚，比傳統(tǒng)刀具3.17mm還厚，這使刀片在標(biāo)準(zhǔn)的墊片式金剛石磨頭磨料刀把槽上能可靠安裝。

金剛石磨頭磨盤刀具還有復(fù)合式和鑲嵌式。所謂的復(fù)合式就是只在刀具的一面可以加工，基體選用較好的金剛石磨頭磨料基體，將金剛石磨頭磨盤材料燒結(jié)在刃口部位。只在刀片的一邊提供多切削刃(如下圖所示)。和整體式金剛石磨頭磨盤刀片相比更經(jīng)濟(jì)一點(diǎn)，但這種復(fù)合式金剛石磨頭磨盤刀具只適合精加工工序使用。

還有一種是鑲嵌式金剛石磨頭磨盤刀具，同樣基體是金剛石磨頭磨料刀具，不過和復(fù)合式相比是雙面(上下)刃口都可以使用，如菱形刀片，復(fù)合式是兩個(gè)刃口，而鑲嵌式是四個(gè)刃口(如下圖所示)。同樣只適合精加工工序。