金刚石涂层刀具
CVD金刚石刀具的研究与应用
CVD金刚石刀具的研究与应用CVD金刚石（Chemical Vapor Deposition Diamond）是一种利用化学气相沉积技术合成的人工金刚石材料。
与天然金刚石相比，CVD金刚石具有独特的优势和广泛的应用领域。
本文将重点介绍CVD金刚石刀具的研究与应用。
CVD金刚石刀具具有极高的硬度、耐磨性和化学惰性。
这些特性使其在各种切削、磨削和打磨应用中具有优势。
其强大的切削能力可以在高速切削工况下实现高效率的加工。
与传统硬质合金和陶瓷刀具相比，CVD金刚石刀具的寿命更长，切削性能更稳定。
首先，CVD金刚石刀具在加工硬脆材料方面具有独特的应用优势。
硬脆材料如陶瓷、玻璃和石英等在传统切削方法下容易引起破碎和损伤。
而CVD金刚石刀具的高硬度和尖端设计可以降低加工过程中的切削力，减小材料的损伤风险。
此外，CVD金刚石刀具还可以实现微米级甚至纳米级的精确加工，适用于高精度的制造领域。
其次，CVD金刚石刀具在高温、高速加工领域具有广泛应用。
由于CVD金刚石的热导率高，热膨胀系数小，能够在高温工况下保持较好的切削性能。
因此，CVD金刚石刀具常用于高速铣削、高温磨削和高温腰切等加工领域。
其优秀的热稳定性使其可以在高温合金、陶瓷复合材料和石墨等高温材料的加工中发挥优势。
此外，CVD金刚石刀具还具有较高的化学惰性。
在加工工艺中，有些材料容易粘附在刀具表面，降低切削质量和效率。
而CVD金刚石刀具具有良好的抗粘附性，能够有效降低切削力，延长工具寿命。
CVD金刚石刀具的研究主要包括材料制备技术、切削工艺优化和刀具设计等方面。
材料制备技术包括CVD方法和热压合成等。
CVD方法是目前主流的CVD金刚石刀具制备技术，能够在大面积基底上均匀生长金刚石薄膜。
切削工艺优化包括切削参数的优化和切削液的选择等，通过合理的工艺参数和润滑措施，可以更好地发挥CVD金刚石刀具的性能。
刀具设计方面，可以通过改变刀具几何形状和刀具涂层结构等，进一步提高刀具的性能。
刀具涂层种类
刀具涂层种类在制造业中，刀具涂层起到了极其重要的作用。
它们不仅可以提高刀具的耐磨性和耐蚀性，还可以提高切削效率和生产效率。
随着科技的进步，越来越多种类的刀具涂层问世。
以下将介绍一些常见的刀具涂层种类，帮助您选择适合的涂层。
1. 钛氮合金涂层：钛氮合金涂层具有很高的硬度和耐磨性，能够增加刀具的寿命。
它在加工高温合金和不锈钢时表现出色，限制了切削温度的上升，进而减少了刀具磨损。
2. 金刚石涂层：金刚石涂层是目前最硬的材料之一，可以极大地提高刀具的硬度和耐磨性。
它在加工复杂的材料、高硬度材料和玻璃等脆性材料时显示出卓越的性能。
3. 碳化物涂层：碳化物涂层具有良好的耐磨性和耐热性能，可以有效减少刀具与工件之间的摩擦，提高切削速度和表面质量。
碳化物涂层广泛应用于高速切削和干切削。
4. 氧化物涂层：氧化物涂层具有良好的耐热性和化学稳定性，能够抵御高温腐蚀和氧化。
它广泛应用于切削高硬度材料和高温合金。
5. 氮化物涂层：氮化物涂层具有高硬度和高熔点，可以增加刀具的使用寿命和切削效率。
它广泛应用于加工钛合金、高温合金和不锈钢等材料。
除了上述常见的涂层种类，还有许多其他创新的涂层技术不断涌现。
例如，纳米涂层技术可以在刀具表面形成纳米级的涂层，进一步提高刀具的切削性能和寿命。
此外，多层涂层和渗氮等技术也被广泛应用。
在选择刀具涂层时，需要根据具体的加工材料和加工要求来进行选择。
例如，加工高硬度材料时，可以选择金刚石涂层；加工高温合金时，可以选择氮化物或钛氮合金涂层。
此外，还需要考虑加工环境、切削速度和表面要求等因素。
综上所述，刀具涂层是提高切削效率和降低生产成本的关键技术之一。
在选择刀具涂层时，应根据具体情况进行合理选择，并及时了解新的涂层技术。
通过选择合适的刀具涂层，可以实现更高效、更稳定的加工过程，提高产品质量和生产效率。
金刚石刀具生产工艺
金刚石刀具生产工艺
金刚石刀具生产工艺是指将金刚石作为刀具材料进行加工和制造的工艺流程。
金刚石是目前已知最硬的物质，具有非常优异的耐磨性，因此被广泛应用于刀具制造领域。
下面将介绍金刚石刀具生产的一般工艺流程，包括原材料准备、金刚石刀具粗加工、精加工、热处理和涂层等步骤。
首先，金刚石刀具的生产需要准备好金刚石颗粒和刀具基体材料。
金刚石颗粒可通过化学合成或天然矿石提取得到，而刀具基体材料则根据需要选择合适的金属材料，如高速钢、硬质合金等。
接下来是金刚石刀具的粗加工。
将金刚石颗粒与刀具基体进行混合后，通过高温高压的方式使金刚石颗粒牢固地固结在刀具基体上。
这一步骤通常使用烧结或镶嵌的方法进行。
然后是金刚石刀具的精加工。
通过磨削、切割、抛光等方法对已固结金刚石的刀具基体进行修整和加工，以达到所需的外形和尺寸精度。
这一步骤需要使用高精度的机床和磨具进行操作。
完成精加工后，金刚石刀具需要经过热处理来提高其硬度和耐磨性。
热处理可以通过淬火、回火等方法进行，以改善金刚石与刀具基体之间的结合强度，并使其具有更好的耐磨性能。
最后是涂层工艺。
涂层是在金刚石刀具的表面形成一层保护膜，用于提高其耐高温、耐磨和耐腐蚀等性能。
常用的涂层材料有金属氮化物、碳化物等。
涂层工艺通常采用物理气相沉积或化
学气相沉积等方法进行。
综上所述，金刚石刀具的生产工艺包括原材料准备、金刚石刀具粗加工、精加工、热处理和涂层等步骤。
通过这些工艺流程，可以制造出耐磨耐用的金刚石刀具，用于各种切削加工和磨削工艺中。
金刚石涂层刀具表面处理方法
金刚石涂层刀具表面处理方法随着世界经济的发展，人们对于金刚石涂层刀具表面处理方法的需求越来越多。
金刚石涂层刀具在它的使用过程中能够提供稳定的质量，有利于提高刀具的耐久性。
而金刚石涂层刀具表面处理方法的好坏，直接影响刀具的长期使用性能。
首先，涂层前的刀具必须经过精加工，以保证刀具在涂层过程中能够达到最佳效果。
其次，应采用热喷涂技术，来确保刀具表面的质量和耐磨性。
此外，在热喷涂之前，应进行喷涂前准备工作，以保证涂层的稳定和质量。
同时，还应采用正确的喷枪喷涂方法，以减少涂层的厚度，并保证涂层的均匀性。
此外，涂层过程中还应注意刀具表面的处理温度和热喷涂压力控制，以免涂层中产生裂缝，影响刀具表面的效果。
而且，应采用优质的刃具和高质量的涂料，以保证刀具在使用中的高性能。
最后，刀具涂层完成后，还应经过定期检查和维护，以保证刀具表面的质量和使用寿命。
本文介绍了金刚石涂层刀具表面处理的方法，以下内容介绍了如何更好地利用金刚石涂层刀具表面处理技术：首先，采用良好的刃具和涂料，结合精细的加工工艺，以保证刀具表面涂层的质量；其次，采用热喷涂技术，控制喷枪压力，以减少涂层的厚度；再次，对金刚石涂层刀具表面进行定期检查，以保证涂层的稳定性；最后，采取有效的保养措施，以确保刀具的耐久性。
从上述内容可以看出，金刚石涂层刀具表面处理是一个复杂的过程，需要采用合理的方法和技术，追求刀具表面处理的更好性能和更高质量。
金刚石涂层刀具在数据中心和工业领域中的广泛应用，也表明了其良好的性能。
金刚石涂层刀具表面处理方法的优化，有助于提高刀具的使用性能和耐久性，从而提高国家的经济效益。
总之，金刚石涂层刀具表面处理是一个复杂的过程，需要采用合理的方法和技术，以保证刀具表面的质量和性能。
这需要采用高质量的刃具和涂料，结合精细的加工工艺，以及正确的热喷涂方法，并按照规定定期检查和维护刀具表面。
以上内容概述了金刚石涂层刀具表面处理方法，为相关行业提供了有用的参考信息。
金刚石涂层刀具表面处理方法
金刚石涂层刀具表面处理方法
金刚石涂层刀具是当前最先进的刀具材料，能够用于切削加工，深度加工，磨削加工等业务。
但是，由于其高硬度，往往表面会变得失光、发粗和有氧化皮，因此，金刚石涂层刀具表面处理方法成为最重要的课题。
首先，对金刚石涂层刀具表面的处理通常都要清洁后进行，以期获得最佳效果。
在这一步之前，专门的腐蚀剂可以用来去除残留的油料，令表面干净平整。
接着，用清水和肥皂水将清洗完毕的表面清洗，以去除尘土和散装颗粒杂质，待干后，可以开始表面处理。
其次，常用的表面处理方法有拉丝法、抛光法和渗透涂层法。
以拉丝法为例，其处理程序大致是先用拉丝和抛光轮，将残留在金刚石涂层刀具表面的某些物质拉丝掉；接着，用抛光轮抛光表面，使其变得光滑，并减少断层，从而提高加工精度。
此外，抛光法也可以用于对金刚石涂层刀具表面进行处理。
采用抛光头抛光表面，使抛光头更加柔软，减少材料的磨耗，同时也起到反膨胀作用，使表面变得平整光滑。
特别是在定形加工中，采用抛光法可以消除表面毛刺，减少刀具的磨耗，提高加工精度和表面质量。
最后，渗透涂层处理也是对金刚石涂层刀具表面进行处理的一种方法，它将涂料放到表面上，然后用热涂技术进行处理，使表面形成深度渗透层，有效保护刀具金刚石涂层，提高表面耐擦损性能，减少氧化反响，延长刀具寿命。
综上所述，对金刚石涂层刀具表面的处理方法有拉丝法、抛光法
和渗透涂层法，它们都可以显著提高表面光泽度，延长刀具使用寿命，提高加工精度，从而使加工质量得到大大改善。
因此，金刚石涂层刀具表面处理是十分重要的，工程师和技术人员应当正确选择和适宜的处理方法，以提高加工质量，保证产品质量。
金刚石刀具
金刚石刀具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。
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。
PCD﹑PCBN刀具材料及刀具涂层
PCD﹑PCBN刀具材料及刀具涂层（一）PCD二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。
金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。
在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。
由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。
但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 -6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD 刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
PCD刀具的应用: 工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。
自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。
目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。
据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。
金刚石刀具用途
在数控刀具中，金刚石（60~70%）主要用来做磨具和磨料，部分做成金刚石笔或金刚石滚轮用来修整砂轮。
只有少量的用来制作切削刀具。
金刚石刀具的种类如下。
金刚石刀具1、金刚石刀具的特点（1）具有极高的硬度和耐磨性金刚石的硬度为10000HV，比硬质合金的硬度（120~1800HV）和陶瓷刀具材料的硬度（1800~2100HV）高5~8倍。
刀具的耐磨性为硬质合金的80~120倍，而人造金刚石的耐磨性，为硬质合金的60~80倍。
PCD金刚石的硬度一般为6000~9000HV，而CVD 金刚石的硬度为10000HV。
（2）有较低的摩擦系数普通硬质合金对金属的摩擦系数为0.3~0.3，金刚石对有色金属的摩擦系数为0.1~0.3.低的摩擦系数在铣削加工中能降低切削力和切削热，减少刀具的磨损。
（3）切削刃十分锋利因为金刚石刀具硬度极高，又经过精心的刃磨与研磨，不仅让刀具的表面粗糙度值很低，刀刃的钝面半径可达0.1~0.5μm。
甚至达到0.008~0.005μm，为一般刀具的钝圆半径（5~50μm）的1/1000~1/6000。
因此切削刃特别锋利，可以从工件上切下极薄的一层金属，可用来进行精密切削。
（4）很高的导热率金刚石的导热率K为2000W/（m·K），为硬质合金导热率（20.93~83.74）的24~95倍。
导热率高，更容易把切削热带走，降低切削区温度，同时允许较高的切削速度铣削。
（5）较低的热膨胀系数金刚石的热膨胀系分别为高速钢的1/9~1/12，为硬质合金的1/5~1/7.因此，不会因切削热引起刀具尺寸发生变化，非常适用与对有色金属进行高速精密切削。
2、金刚石刀具材料的性能金刚石刀具的种类（1）天然单晶金刚石天然单晶金刚石是一种各向异性的单晶体。
硬度达HV9000-10000，是自然界中最硬的物质。
这种材料耐磨性极好，制成刀具在切削中可长时间保持尺寸的稳定，故而有很长的刀具寿命。
天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋利。
金刚石刀具的正确使用
金刚石刀具的正确使用时间:2010-04-19 09:17来源:未知作者:admin 点击:145次金刚石刀具是指用天然单晶金刚石(nd)及性能与之相近的人造金刚石(pcd)作成切削部分的刀具。
用金刚石刀具加工铜、铝等有色金属和非金属耐磨材料时特别有效,其切削速度可比硬质合金高一个数量级(例如铣削铝合金的切削速度为3000～4000m/min,高的甚至可达7000m/min),刀具寿命比硬质合金高几十、甚至几百倍。
金刚石刀具过去主要用于精加工,近十几年来由于改进了人造金刚石的生产工艺,控制了原料纯度和晶粒尺寸,采用了复合材料和热压工艺等,应用范围不断扩大,除适合于一般的精加工和半精加工外,还可用于粗加工。
金刚石刀具的硬度极高、耐磨性好、刃口锋利、刃部表面粗糙度值小、摩擦因数低、抗粘结性好和热导率高,切削时不易粘刀及产生积屑瘤,加工表面质量好。
加工有色金属时,表面粗糙度值可达rz=0.1～0.05μm,加工精度可达it6～it5,能有效地加工非铁金属材料和非金属材料,如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、未烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨木材(尤其是实心木和胶合板、mdf等复合材料)。
但金刚石刀具的韧性差,热稳定性低,与铁族元素接触时有化学反应,在700～800℃时将碳化(即石墨化),一般不适于加工钢铁材料。
1.金刚石刀具的类型目前生产上常用的金刚石刀具有四类:人造聚晶金刚石(pcd)刀具、人造聚晶金刚石复合片(pcd/cc)刀具、金刚石材料涂层刀具以及电镀金刚石刀具。
其中,以前两类刀具使用最多。
它们通常是先制成刀片,然后采用粘接、镶焊或机夹方式固定在刀柄或刀体上使用。
金刚石刀具可用于制造车刀、镗刀、铣刀、钻头、铰刀、成形刀和切齿刀等刀具。
(1)pcd刀具pcd又称金刚石烧结体,它是在高温、高压下,通过钴等金属结合剂将许多人造金刚石的单晶粉聚晶成的多晶体材料。
《金刚石涂层刀具》课件
优点：可以提高刀具的使用寿 命，降低加工成本，提高加工
精度和效率
原料准备：金刚石粉、粘结剂、溶剂等 混合搅拌：将金刚石粉与粘结剂、溶剂混合均匀 涂覆：将混合好的金刚石粉涂覆在刀具表面 固化：将涂覆好的刀具放入固化炉中，加热固化 打磨抛光：对固化后的刀具进行打磨抛光，提高刀具的表面质量 检测：对刀具进行性能检测，确保其符合使用要求
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汇报人：PPT
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
特性：耐磨性高、耐热性好、 硬度高、化学稳定性好
金刚石涂层刀具是一种在刀具 表面涂覆一层金刚石颗粒的刀 具
应用领域：广泛应用于机械加 工、航空航天、汽车制造等领
挑战：金刚石涂层刀具的制造 过程中，需要解决金刚石涂层 的加工精度和表面粗糙度问题
解决方案：采用先进的加工技 术和设备，提高金刚石涂层刀 具的加工精度和表面粗糙度
挑战：金刚石涂层刀具在加工过程中容易磨损 解决方案：采用先进的涂层技术，提高刀具的耐磨性 挑战：金刚石涂层刀具在加工过程中容易产生热量 解决方案：采用冷却技术，降低刀具的温度，提高加工精度 挑战：金刚石涂层刀具在加工过程中容易产生振动 解决方案：采用先进的加工工艺，降低刀具的振动，提高加工
在汽车、航空航天、电子等领 域，金刚石涂层刀具被广泛用 于磨削和研磨加工
金刚石涂层刀具在磨削和研磨 中的应用广泛，可以提高加工 效率和精度
金刚石涂层刀具在磨削和研磨 加工中具有耐磨、耐热、耐腐
蚀等优点
金刚石涂层刀具在磨削和研磨 加工中可以实现高精度、高效
率的加工效果
医疗领域：用于制造手术刀、 牙科钻头等医疗器械
金刚石刀具
金刚石的刀具发展与技术侯文文0840202211摘要：本文主要对金刚石刀具的分类、加工方法、金刚石刀具的发展现状及应用领域作了简单的介绍，对聚晶金刚石刀具的刃磨技术作了详细的研究分析。
1、引言：随着现代加工制造业对高速切削加工的要求不断提高，对于各种难切削复合材料、工程陶瓷材料等，传统的切削加工刀具已不能满足高速切削的需要，而超硬切削刀具是解决以上问题的有效手段，其中，金刚石刀具的应用较为广泛。
金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和导热性、低摩擦系数和热膨胀系数，在现代切削加工中体现出难以替代的优越性，被誉为当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。
目前，金刚石刀具在机械加工中的应用日渐普及，已成为现代材料加工中不可或缺的重要工具。
2、金刚石刀具的基本介绍2.1 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4.1cm-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。
2.2 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。
金刚石涂层刀具综述
涂层金刚石刀具综述1引言随着汽车、航空和航天等工业的发展，有色金属及合金、纤维增强塑料、纤维增强金属以及石墨、陶瓷等新型先进材料越来越多的应用到这些工业产品中，这对机械加工提出了高效率，高精度等要求，普通刀具已经不能满足需求，而迫切需要一种耐磨性更高、能稳定实现高精、高效、寿命更长的超硬刀具。
金刚石涂层刀具因其具有十分接近天然金刚石的硬度和耐磨性、高的弹性模量、极高的热导率、良好的自润滑性和化学稳定性等优异性能，成为加工难加工材料的理想刀具。
化学气相沉积（CVD）金刚石问世于20世纪80年代初[1]，1987年美国的Crystallume公司率先在CZ硬质合金刀片上沉积金刚石涂层。
1995年瑞士的Sandvik公司与美国的Balzers AG公司合作建立了一条金刚石涂层生产线。
1997年日本的刀具公司在北京展出了他们的金刚石涂层刀具。
目前，国外已有金刚石涂层的丝锥、钻头、绞刀、立铣刀及可转位刀片等产品出售[2]，很多公司推出了自己的金刚石涂层产品，并且一些产品已进入了商品化阶段，如美国的Norton 公司、SP3公司，欧洲的Balzers公司、Cemen Cone公司、Sandivik公司、美国诺顿公司等。
图1.1为国外生产的金刚石涂层刀具。
(a) 德国 Emuge Franken 公司产品 (b) 瑞士 Balzers 公司产品图 1.1 国外公司生产的 CVD 金刚石涂层刀具CVD金刚石涂层刀具是利用化学气相沉积的方法在韧性好，强度高的硬质合金基体上沉积一定厚度的金刚石薄膜制造而成的。
目前金刚石涂层刀具常用的基体材料为与金刚石的热膨胀系数较为接近的Si3N4系陶瓷和WC系硬质合金。
其中Si3N4系陶瓷具有较高的硬度、耐磨性和热稳定性，与金刚石的热膨胀系数最为接近，因此一直被认为是CVD金刚石涂层较为理想的基体材料。
但是，由于Si3N4陶瓷本身脆性大，抗冲击性能差，一般认为，Si3N4基金刚石涂层刀具仅宜用于精加工，而不宜进行冲击切削加工。
金刚石刀具标准
金刚石刀具标准金刚石刀具的标准主要包括对其物理性能、制造工艺、几何参数、使用性能等方面的详细规定。
以下是一些关于金刚石刀具标准的信息：1.物理性能标准：硬度：金刚石刀具的硬度极高，约为HV10000（维氏硬度）。
导热性：PCD（聚晶金刚石）刀具的导热系数非常高，约700W/mK，有利于散热和延长刀具使用寿命。
热膨胀系数：PCD的热膨胀系数远低于硬质合金，使得在高温加工条件下仍能保持良好的尺寸稳定性，有助于提高加工精度。
2.制造工艺标准：金刚石颗粒大小：根据用途和精度要求，金刚石刀具的金刚石颗粒度可分为粗粒度、中粒度和细粒度三个级别，分别对应不同的加工应用和切削性能。
结合剂成分与含量：金刚石刀具性能受到金刚石晶粒与结合剂（如钴）含量的影响，标准会规定合适的配方比例以保证刀具的强度和耐磨性。
3.几何参数标准：刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等几何参数都有严格的公差范围，以满足不同材料和加工方式的需求。
4.使用性能标准：刀具寿命：金刚石刀具因其优异的耐磨性和耐热性，其寿命普遍远高于硬质合金刀具，具体标准可能涉及到连续切削长度或切削次数等指标。
加工精度：根据国家或行业标准，金刚石刀具在使用过程中应能达到规定的加工精度和表面粗糙度要求。
5.国内标准：国内对于金刚石刀具的质量和生产有专门的国家标准，例如提到的“燕矶标准”是中国国家金刚石刀具生产标准的一部分，由国家和地方技术监督部门联合制定，以确保产品质量和一致性。
要了解具体的金刚石刀具标准，可以查阅相关国家标准，如GB/T系列标准，以及行业标准等官方发布的详细文档。
此外，国际上也有一些ISO标准对金刚石刀具的生产和检测进行了规定。
超硬刀具金刚石刀具介绍
超硬刀具金刚石刀具介绍PCD聚晶金刚石刀具;CVD金刚石膜刀具(物理涂层)PVD物理涂层金刚石刀具PCBN聚晶立方氮化硼刀具;一、概述超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。
包括：单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。
超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。
许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。
随着科技的进步，制造业的高速发展，CNC 加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。
PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，如汽车零部件的切削加工，强化木地板的加工等，极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展。
二、切削材料及超硬材料发展史3、金刚石、超硬材料的特性与作用众所周知，金刚石材料的成分是碳，金刚石与铁系有亲和力，切削过程中，金刚石的导热性优越，散热快，但是要注意切削热不宜高于700度，否则会发生石墨化现象，工具会很快磨损。
因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应，与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损，所以，金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上，而CBN即使在1000oC的高温下，切削黑色金属也完全能胜任。
已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。
一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。
这两种材料的同时存在，起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工，对整个切削加工领域极为有利。
1．PCD金刚石烧结体（PCD）的出现，在许多方面代替了天然单晶金刚石。
PCD与天然金刚石比较，价格便宜，且刃磨远比天然金刚石方便，所以其应用、推广特别迅速。
金刚石涂层刀具
金刚石涂层刀具为迎合用户对提高生产效率、减轻产品重量提出的要求，在机械加工中，正更多地使用各种先进材料。
很多企业在汽车零件和飞机结构件中大量使用非铁材料，如硅铝合金、金属基和碳复合材料、玻璃纤维加强塑料等。
虽然这些材料重量较轻，但在材料中添加了硬质耐磨颗粒作为强化剂，这无疑加添了这些材料的加工难度，这些硬质颗粒会造成刀具过早磨损和产生大量切削热。
刀具磨损重要是由硬颗粒的摩擦磨损和酸腐蚀的化学磨损所致。
因此，多数刀具用户认为，金刚石涂层刀具是加工耐磨的非铁金属和非金属复合材料的理想刀具。
在各种刀具涂层中，用金刚石涂层刀具加工难加工材料能很好地保护切削刃，且无化学磨损。
金刚石涂层与其它涂层的对比金刚石涂层是用化学气相沉积（CVD）方法沉积在可转位刀片或旋转刀具的表面上，CVD方法只适用于整体硬质合金刀具，不适合钎焊的硬质合金刀片和高速钢刀具，由于过高的沉积温度（1400F）会损坏钎焊的硬质合金刀片和高速钢刀具。
用物理气相沉积（PVD）的金属氮化物（如TiAlN涂层）的显微硬度只相当于金刚石涂层的1/3，虽然一些PVD碳涂层称为“类金刚石涂层”，但它们并不具备金刚石涂层的硬度性能，这些无定形碳涂层的最高显微硬度仅仅是金刚石涂层的50%。
金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性，所以金刚石涂层完全可用于具有多而杂形状切削刃的旋转刀具以及具有多而杂断屑槽形的多刃刀具。
金刚石涂层刀具在加工非金属复合材料和塑料时，刀具寿命可比不涂层的硬质合金刀具提高10～20倍或更高，而且在加工非铁金属和复合材料时提高了材料切除率。
对于加工表面干净度要求高、抗磨粒磨损和抗腐蚀磨损的切削加工，最适合采纳金刚石涂层刀具，而采纳未涂层的硬质合金刀具进行加工很难达到上述要求。
金刚石涂层应用于特种刀具的进展趋势与九十时代PVD涂层应用于加工刀具后显著提高了切削性能相像佛，使刀具品牌上了一个新台阶。
金刚石刀具的制造方法
金刚石刀具的制造方法随着汽车、航空和航天技术的迅猛发展，材料性能及加工技术的要求不断提高。
碳纤维增强塑料、颗粒增强金属基复合材料（PRMMC）以及陶瓷材料等新型材料得到了广泛应用。
这些材料具有高强度、良好的耐磨性以及低热膨胀系数等特点，但也因此导致其机加工时刀具寿命较短。
为了应对这一挑战，许多高校、科研机构和企业纷纷致力于开发新型耐磨且稳定的超硬切削刀具。
金刚石因其集优异的力学、光学、热学、声学等性能于一身，具有极高的硬度、低摩擦系数、优异的导热性、低热膨胀系数和化学惰性，是理想的刀具制造材料。
本文综述了近年来金刚石刀具制造方法的最新发展。
1. 金刚石刀具的应用范围（1）难加工有色金属材料的加工：在加工铜、锌、铝等有色金属及其合金时，材料容易粘附于刀具，造成加工困难。
金刚石由于摩擦系数低且与有色金属的亲和力小，可以有效防止刀具与金属之间的粘结。
此外，金刚石的弹性模量大，切削时刃部变形较小，能够减少对有色金属的挤压变形，从而在小变形下完成切削，提升加工表面质量。
（2）难加工非金属材料的加工：在加工含有大量高硬度颗粒的非金属材料（如玻璃纤维增强塑料、填硅材料、硬质碳纤维/环氧树脂复合材料）时，硬质颗粒会导致刀具严重磨损，使用硬质合金刀具难以加工。
而金刚石刀具由于其高硬度和优良的耐磨性，能够显著提高加工效率。
（3）超精密加工：随着现代集成技术的发展，机加工逐渐向高精度方向迈进，对刀具性能提出了更高的要求。
金刚石的摩擦系数小、热膨胀系数低、导热率高，使其能够切削极薄的切屑，切屑易于流出，与其他物质的亲和力小，避免产生积屑瘤，且发热量低，有助于减少热量对刀刃和工件的影响，从而使刀刃不易钝化，切削变形小，获得更高质量的表面。
2. 金刚石刀具的制造方法目前，金刚石的主要加工方法包括四种：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良好的基体材料上，通过化学气相沉积法（CVD）沉积金刚石薄膜而制成。
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优势：
拥有常温金刚石涂覆技术的唯一单位； 在刀具行业第一个提出并实施现代物流服务 理念； 金刚石材料是刀具材料之王中王。 综上所述： 在刀具行业运用物流服务、管理理念，创造 一个新的商业模式、新的商业领域、新的市场 空间，概念提出的本身就蕴藏了巨大的商机和 效益。
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13.问题的解决
采用现代物流服务理念，成立专业公司， 集中采购优质刀具作为刀具基片进行金刚石 涂覆，制备优质金刚石涂层刀具，按木制品 厂的实际需求供应刀具，提高木制品行业的 刀具水平、产品质量、降低成本。
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14.公司运营
a.木制品企业核定使用刀具数量、种类及服务 范围； b.公司按企业规模、生产数量、刀具种类具体 核定合同服务标的、费用； c.与木制品企业签定服务合同； d.收取合同押金（2-3个月）； e.提供合同列明的刀具（包括收回、收购、修 磨、涂覆刀具）； f.按月收取合同服务费（包括收取刀具毁、损 费用）； g.检查、反馈、跟踪、续签合同。 20 2016/3/27
7.涂层刀具的特点：
硬 度
天然金刚石刀具
PCD金刚石刀具 CBN刀具 涂层刀具
陶瓷刀具
金属陶瓷刀具 WC系 硬质合金刀具 非铁铸造合金7
日本兼房检测：
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刀尖图片
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8.刀具材料与切削寿命
硬质合金 100m 金刚石刀具 36000m 切削三聚氰胺贴面板金刚石刀具切削 36000m无需修磨（北航工程中心切削部报） 金刚石涂层刀具（两片一组）切削三合板 34500张、五合板7000张，计41500张，其 中一片120齿只有7个齿磨损，另一片118 齿磨损，磨损率分别为；5.8%、98%（兴 盛木业测试提供）。 13
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运用现代物流思想服务木制品行业 -------商业运作方案
我国是木制品生产大国，2006年中国成为木制品出口第一 大国，仅地板一项就有8000余家生产厂。刀具作为木制品 生产的主要耗材，每年有数百亿市场。 金刚石材料是刀具材料之王中王。金刚石涂层刀具有极高 的硬度和耐磨性及化学惰性是刀具材料的首选。由于硬质 合金是用钴作粘合剂与钨形成的合金，钴对金刚石有溶剂 作用，故一般技术无法制作金刚石涂层刀具，只能用昂贵 的（PCD）聚晶金刚石刀具。 我们采用常温金刚石涂覆技术生产金刚石涂层刀具，解决 上述问题。成为世界拥有此技术的唯一单位。 新技术必须通过商业策划、创立商业模式、转化商业运作、 实现市场效益。
金刚石涂层刀具
刘铁林
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1.刀具的历史
人类使用刀具的历史可以追溯到几百万 年前，从石质、殒铁、青铜、铁器构成人 类漫长、悠远的进化史。刀具材料的每一 次进步均带来社会的巨大变革。
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2.刀具的功能
刀具的主要功能是切削 以及为切削服务的去屑 功能。 荷重较低时，只能在工 件表面滑过时产生的暂 时弹性变性。 当荷重稍高时，工件开 始出现永久的塑性变形。 荷重超过一临界时，工 件就会断裂形成车屑。
15.具体操作：
a.确定营销服务方案； b.成立专业公司； c.根据营销方案建立营销服务队伍； 4.成立刀具修磨、涂覆车间。
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16.投资事项：
a.公司开办费； b.刀具修磨、涂覆车间； c.采购核定内周转刀具。
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17.金刚石涂层刀具技术
由于硬质合金是用钴作粘合剂与钨形成 的合金，钴对金刚石有溶剂作用，高温钴溢 出，故一般技术无法制作金刚石涂层刀具， 只能用昂贵的（PCD）聚晶金刚石刀具。我 们采用常温金刚石涂覆技术生产金刚石涂层 木工刀具，解决上述问题。成为世界拥有此 技术的唯一单位。
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18.生产能力：
北京周国泰碳材料技术研发中心拥有14 台套金刚石生成设备，以硬质合金木工圆 锯片为例：极限生产8小时班产800-1000 片，月产3-9万，年产30-90万片。
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9.金刚石涂层刀具：
金刚石涂层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；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。金刚石 涂层刀具有极高的硬度和耐磨性及化学惰 性，有很高的导热系数和很低的热膨胀系 数；刀具刃口非常锋利，切屑极薄。 14
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10.刀具的生产技术：
刀具的生产技术由于其民族特性决定， 日本、德国一直引领刀具的生产技术的最高 水准。日本以硬质合金刀具为主，德国以复 合涂层居多。我国是钨金生产第一大国，但 不是硬质合金刀具生产大国。
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11.木工刀具市场
我国是木制品生产大国，2006年我国成 为木制品出口第一大国，仅地板一项就有 8000余家生产厂，刀具作为木制品生产的主 要耗材，每年有数百亿市场。
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7.涂层刀具的特点：
a、高硬度:硬质合金HV200-3500、金刚石 涂层刀具≈HV10000； b、高耐磨性； c、低摩擦系数； d、高复合韧性； e、低亲和力，不产生积屑和粘着磨损； f、高化学稳定性，耐高温、抗氧化; 8
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7.涂层刀具的特点：
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12.木工刀具的使用情况
我国众多木制品生产厂家一般是独立采购 刀具，设有简单修磨设备。形成高成本采 购、低水平使用，闲置、浪费严重的状况。 深圳地板厂刀具以0.35元/平方米的价格外 包（王伟宁考察）
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刀具商业运作困惑
刀具历史悠久； 种类繁多； DLC薄膜不是唯一必须； 加工业无法掌握后续； 制造业无法分割利润、回收货款； 技术与商业的配合； 服务、物流是一条新思路、新创举、新商机。
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3.刀具材料的要求
切削功能要求刀具材料硬 度高、韧性好，去屑功能要 求道具材料不粘附，降低刀 具工作温度。 随着车刀切深的增加，或 切速的提高，切削可由条状 逐渐变成片状乃至块状。如 果切深太大或切速过高，温 度会上升至接近工件熔点， 此时产生的切屑甚至会卷成 球状。
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4.刀具材料的种类
钢、高速钢、硬 质合金、金刚石。 另有涂层刀具；TiN （氮化钛）、TiC （碳化钛）及金刚 石涂层刀具。其中 金刚石材料是刀具 材料之王中王。
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5.涂层刀具的优势
涂层或镀膜是最佳、最经济使用材料 的方法。
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6.刀具材料与切削速度
刀具材料与切削速度: 高速钢 40-60m/min 硬质合金 80m/min 硬质合金＋TiC 180m/min 硬质合金＋TiC＋ AL2O3 250m/min 硬质合金＋TiC＋AL2O3＋CoN 300m/min 金刚石刀具 5000-8000m/min
硬度高（HV20-40GPa），耐磨减摩（摩擦 系<0.1），是一种优异的表面抗磨损改性 膜； 具有优异的耐腐蚀性能，各种酸、碱甚至 王水都难以侵蚀； 对金属、塑料、橡胶、陶瓷等均具有良好 的抗粘结和防咬合性能； 表面粗糙度低，可达到镜面级； 可在各种金属、塑料、玻璃等材料上沉积， 结合力好。
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建
议
摒弃常规的生产、销售模式，以金刚石涂层木工刀具作为木 制品行业的物流服务项目。采用现代物流服务理念的商业模 式服务木制品企业，提升木制品行业的刀具水平、产品质量、 降低生产成本，获取效益。 特点： 1.工作理念是将繁杂的生产、销售变为现代的物流服务； 2.市场受众为全体木制品企业。 3.工作重心是为木制品企业刀具的物流服务。 4.工作表征是与木制品企业签订服务合同。 5.效益实现是通过收取合同服务费。 6.资金投入；物流服务业管理重于投入，合同押金先入帐。 7.管理模式是服务合同的执行、检查、跟踪。 8.队伍建设是满足物流服务的需要。