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金刚石刀具的制造方法

　　目前金刚石的主要加工方法有以下四种：薄膜涂层刀具、厚膜金刚石焊接刀具、金刚石烧结体刀具和单晶金刚石刀具。

　　2.1 薄膜涂层刀具

　　薄膜涂层刀具是在刚性及高温特性好的集体材料上通过化学气相沉积法（CVD）沉积金刚石薄膜制成的刀具。

　　由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬质合金以及金属W的热膨胀系与金刚石接近，制膜时产生的热应力小，因此可作为刀体的基体材料。WC-Co系硬质合金中，粘结相Co的存在易使金刚石薄膜与基体之间形成石墨而降低附着强度，在沉积前需进行预处理以消除Co的影响（一般通过酸腐蚀去Co）。

　　化学气相沉积法是采用一定的方法把含有C源的气体，在极低的气体压强下，使碳原子在一定区域沉积下来，碳原子在凝聚、沉积过程中形成金刚石相。目前用于沉积金刚石的CVD法主要包括：微波、热灯丝、直流电弧喷射法等。

　　金刚石薄膜的优点是可应用于各种几何形状复杂的刀具，如带有切屑的刀片、端铣刀、铰刀及钻头；可以用来切削许多非金属材料，硬质合金锯片，切削时切削力小、变形小、工作平稳、磨损慢、工件不易变形，适用于工件材质好、公差小的精加工。主要缺点是金刚石薄膜与基体的粘接力较差，金刚石薄膜刀具不具有重磨性。

　单层钎焊金刚石砂轮目前存在问题主要表现为：

　　一是选用哪种钎料和纤焊加工工艺才可以使金钢石融合页面上造成具备较高融合抗压强度的有机化学冶金工业融合;二是融合剂层适合的薄厚与匀称性的操纵;三是耐磨材料有效井然有序的排列。

　　单面纤焊金刚石砂轮在与电镀工艺沙轮片同样的生产加工标准下，单面高溫纤焊超硬耐磨材料沙轮片的切削力、输出功率耗损、切削溫度更低，代表可超过更高的工作中速率，这在300～500m/s左右的快速切削中拥有独特的实际意义。单面高溫钎焊无镀膜金刚石砂轮加Cr银基钎料单层钎焊砂轮利用高频感应钎焊方法，为了充分发挥金刚石的作用，要设法增大结合剂对金刚石的把持力，提高砂轮的结合强度。单层高温钎焊超硬磨料砂轮能克服电镀砂轮的缺点，可以实现金刚石、结合剂、金属基体三者之间的化学冶金结合，具有较高的结合强度，仅需将结合层厚度维持在磨粒高度的20%～30%就能在大负荷高速磨削中牢固地把持住磨粒，使钎焊砂轮的磨粒高度可达70%～80%，因而增大了容屑空间，砂轮不易堵塞，磨料的利用更加充分。用添加有Cr的Ag-Cu合金作为钎料，在780℃的空气中钎焊35s，质合金锯片，自然冷却，可实现金刚石与钢基体间的牢固连接。经X射线能谱及X射线衍射分析发现，Cr与金刚石之间形成Cr3C2，与钢基体之间形成(FexCry)C，经与不加Cr钎料的对比实验证明，这是实现合金层与金刚石及钢基体间都具有较高结合强度的主要因素，合金锯片，并通过磨削实验证实了金刚石确有较高的把持强度。

?金刚石锯片的进料速度是指锯石的进料速度，其大小影响金刚石锯片的锯切速度、锯片的受力和锯切区的散热，应根据锯切石的性质选择其值。

??一般来说，金刚石锯片锯软石，如大理石，可以适当提高进给速度，如果金刚石锯片进料速度过低，更有利于提高锯切速度。锯切粒度细小、均匀的花岗岩，合金木工锯片，可适当提高金刚石锯片的进料速度。

??金刚石锯片的进料速度是指锯石的进料速度，如果进给速度太低，金刚石边可以很容易地抛光。但在锯切晶粒粗大、软硬不均匀的花岗岩时，应降低进料速度，否则锯片振动会导致金刚石碎裂，锯切速率降低。锯切花岗岩的进料速度一般在9m~12m/min范围内。