金刚石刀片适合加工什么材料

CVD金刚石材料在高性能刀具上的应用1引言金刚石性能的独特组合使金刚石成为一种精密和高生产率工业应用的良好材料。

自从20世纪50时代引入的高温高压（HTHP）生产单晶合成金刚石，到20世纪70时代开发的金属烧结聚晶金刚石（PCD），人工合成金刚石材料已经成为自然单晶金刚石的唯一替代物。

近来，随着化学气相沉积（CVD）工艺开发的纯聚晶金刚石材料的显现，它在曾经认为是不可能达到的水准上提高了刀具性能，具有广阔的前景。

从耐磨镀层到用于高科技镜片和电子元件的纯洁、独立的材料，CVD金刚石的工业应用给人留下了深刻印象。

机械制造业对CVD金刚石的重要爱好是CVD金刚石材料在高性能切削刀具和修整刀具的实际应用。

与HTHP金刚石和金属烧结PCD不同，CVD金刚石的制造不需要模拟地球深处自然的高压。

相反，CVD金刚石是用氢气和碳氢混合气体被激发到一个“活化的”通常自然界不存在的发光状态。

正是这个活化的化学原理，使纯的CVD聚晶金刚石在800～1000℃的范围内沉积。

2CVD金刚石CVD技术在市场上被公认的应用是钨硬质合金切削刀具的“薄膜”CVD金刚石镀层。

无论是切屑的断屑槽刀片还是完全镀层的螺旋端铣，金刚石镀层刀具已经商业化了。

然而，现在又有一种“厚膜”CVD金刚石工艺，可用于制成纯的、非粘结剂的金刚石整体形式。

这种形式的典型厚度范围为150～1000m。

这种材料先被气相沉积为一种独立的薄片，然后将这种薄片用激光切削成适合切削刀具的各种形状。

3CVD金刚石的优良性能CVD金刚石作为切削刀具材料的有利条件是其无与伦比的硬度所导致的优良组合性质。

与金属烧结PCD不同的是天然金刚石的独特性质在CVD金刚石中都得到了保留，甚至在高切削温度下也如此。

单晶金刚石的硬度和弹性模量导致了CVD金刚石的良好耐磨性和其尺寸稳定性。

在硅硬质合金“砂磨”试验中，独立CVD金刚石的相对体积损失比PCD要低4倍，而比钨硬质合金低120倍。

与金属粘结PCD坯块不一样，厚膜CVD金刚石材料能与单晶金刚石在高切削温度下的硬度和耐磨性相媲美，甚至超过单晶金刚石在高切削温度下的硬度和耐磨性。

金刚石刀具超精密切削的机理丶条件和应用范围
金刚石刀具是超精密切削中常用的刀具材料，其切削机理、条件和应用范围如下：
1.切削机理：
⏹金刚石刀具的切削刃非常锋利，在切削过程中能够实现“切入式切削”，
使切削力大大减小。

⏹金刚石的硬度极高，切削时不易被工件材料磨损，能够保持良好的切削刃
形状。

⏹金刚石的传热性能极佳，能够快速地将切削热量传递出去，从而降低切削
温度，减少热损伤。

1.切削条件：
⏹刀具刃口半径：为了实现超精密切削，需要将刀具的刃口半径减小到亚微
米级，以提高切削的精度和表面粗糙度。

⏹切削用量：为了减小切削力和热量，需要选择较小的切削深度和进给速度，
以提高切削效率。

⏹工件材料：金刚石刀具适用于加工各种硬材料，如淬火钢、硬质合金等。

但是，对于一些韧性较大的材料，需要进行预处理或选择其他刀具材料。

1.应用范围：
⏹金刚石刀具广泛应用于超精密切削领域，如光学零件、轴承、硬盘磁头、IC
芯片等高精度、高表面质量的零件加工。

⏹在加工过程中，金刚石刀具还可以用于制作各种微细结构，如微孔、微槽
等。

综上所述，金刚石刀具的超精密切削需要满足一定的条件，并具有广泛的应用范围。

金刚石刀片评语
金刚石刀片评语如下：
金刚石刀貝的优点
1极高的硬度和耐磨性可用于切削硬质合金、陶瓷等高硬度、高耐磨性材料。

2很好的导热性和很低的热膨胀系数因而切削温度低,工件和刀具的热变形小,加工精度高。

3刀具的切削刃很锋利,刃面的粗糙度值很小可进行微量切削和镜面切削。

4摩擦因数低于其他刀具材料可减小切削变形、切削力和积屑瘤的产生,从而提高加工精度和减小表面粗糙度值。

金刚石刀具的主要缺点及适用范围
1耐热性差、强度低、脆性大对冲击、振动敏感,因而对机床的精度、刚度要求较高。

一般只适宜用于精加工。

2金刚石与铁和碳原子的亲和性强易使其丧失切削能力,故不宜用于加工铁族材料。

金刚石工具的用途金刚石工具在有色金属和耐磨材料的加工应用中，有杰出的适应性。

在工具材料中，金刚石是最硬的。

在合适的加工条件下，金刚石比高速钢、硬质合金、陶瓷以及聚晶立方氮化硼的使用寿命都长。

它也有不足之处，就是：一般不适用于黑色金属材料的加工。

但在高速大批量生产中，加工诸如铝和石墨等材料，金刚石往往是最有效的工具。

在使用金刚石工具时，用户可以有两种选择：一种是聚晶金刚石（PCD），另一种是较新的化学气相沉积（CVD）金刚石。

使用性能早经证明聚晶金刚石具有天然金刚石的硬度、强度和抗磨性，但没有天然金刚石对破损的敏感性。

它是在高温、高压下，由人造金刚石颗粒聚合而成。

在工艺过程中，形成聚晶的颗粒同时被整体粘接到一块硬质合金基体上，以提高机械强度和抗冲击性能。

依照GE公司超级磨料部的说法，PCD很适用于铝的高速切削，特别适于须达到良好表面粗糙主的场合，它在加工高耐磨性材料时，也表现出优异的性能。

通常，PCD推举用于切削高硅铝合金，也用于黄铜、紫铜、青铜以及碳化物的加工。

使用的工序包括车、镗、仿形、切槽、铣和孔加工等。

由于金刚石和铁之间化学作用，一般来说PCD不适用于加工黑色金属材料。

但是它能应付双金属材料的加工，包括铝和铸铁的组合在内。

例如：某汽车零件供应商在加工铝和铸铁双金属汽缸体时，使用直径305mm的刀夹式面铣刀，刀尖圆弧2.36mm，带修光刀，切削速度304.8m/min，进给0.10mm/齿，切深5mm，加工达5000个汽缸体后，刀片才需转位一次。

GE公司的应用规划经理认为PCD的应用，受到了大批量生产工业界，重要是汽车工业日益提高铝件加工速度的推动。

与此同时，汽车制造商为了减轻重量和降低费用，正在就采纳金属基体的复合材料进行评估，而这类材料都要用PCD来加工。

他说：“这类材料不能用硬质合金刀具加工。

”聚晶产品生产经理称，尽管PCD的进展成就已给人以非常深刻的印象，但GE公司超级磨料部仍持续不断地工作，以求进一步改善其抗磨性。

金刚石材料刀具简介可以制成切削刀具的金刚石材料有天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、化学气相沉积法(CVD)金刚石厚膜、人造聚晶金刚石复合片等。

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。

可用于制作眼科和神经外科手术刀；可用于加工隐形眼镜的曲面；可用于切割光导玻璃纤维；用于加工黄金、白金首饰的花纹；最重要的用途在于高速超精加工有色金属及其合金。

如铝、黄金、巴氏合金、铍铜、紫铜等。

用天然金刚石制作的超精加工刀具其刀尖圆弧部分在400倍显微镜下观察无缺陷，用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、陀螺仪、录像机磁鼓等。

表现粗糙度可达到Ra(0.01-0.025)μm。

天然金刚石材料韧性很差，抗弯强度很低，仅为(0.2-0.5)Gpa。

热稳定性差，温度达到700℃-800℃时就会失去硬度。

温度再高就会碳化。

另外，它与铁的亲和力很强，一般不适于加工钢铁。

2、人造单晶金刚石人造单晶金刚石作为刀具材料，市场上能买到的目前有戴比尔斯(DE-BEERS)生产的工业级单晶金刚石材料。

这种材料硬度略逊于天然金刚石。

其它性能都与天然金刚石不相上下。

由于经过人工制造，其解理方向和尺寸变得可控和统一。

随着高温高压技术的发展，人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到8mm。

由于这种材料有相对较好的一致性和较低的价格，所以受到广泛的注意。

作为替代天然金刚石的新材料，人造单晶金刚石的应用将会有大的发展。

3、人造聚晶金刚石人造聚晶金刚石(PCD)是在高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成的多晶体材料。

一般情况下制成以硬质合金为基体的整体圆形片，称为聚晶金刚石复合片。

根据金刚石基体的厚度不同，复合片有1.6mm、3.2mm、4.8mm等不同规格。

而聚晶金刚石的厚度一般在0.5mm左右。

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。

金刚石的用途初中化学物质金刚石是一种由纯碳元素构成的硬度极高的矿物，它具有许多重要的用途。

以下是金刚石的一些主要用途：1. 钻石饰品：金刚石是一种非常珍贵的宝石材料，被用于制作各种珠宝首饰，如戒指、项链、耳环等。

其极高的硬度和闪耀的外观使钻石成为最受欢迎的饰品之一。

2. 工业用途：金刚石的硬度和耐磨性使其成为许多工业应用的理想选择。

它被广泛用作切割工具，特别是用于切削和磨削非金属材料，如陶瓷、玻璃和混凝土。

金刚石也用于制作益智玩具，如魔方，以及许多其他工业用途。

3. 电子领域：由于金刚石的导热性和电绝缘性，它被用于制造高功率电子设备的散热器。

金刚石散热器能够有效地将热量传输到周围环境中，提高设备的效率和寿命。

4. 石油和矿物勘探：金刚石钻头用于石油和矿物勘探，因为它们能够在地下非常高压和高温的环境下进行钻探。

金刚石钻头能够切削各种硬质岩石，使得石油和矿产资源的开采更为容易。

5. 医疗领域：金刚石被用于医疗器械和手术刀片，因为它的硬度能够提供更长的使用寿命和更好的切割能力。

金刚石刀片用于进行手术切割和植发手术等精细操作。

6. 光学领域：金刚石具有优异的光学特性，被用于制造高质量的光学透镜和窗口。

金刚石的硬度和光学透明性使其成为许多科学仪器的关键部件。

7. 超硬刀具：金刚石刀具由于其极高的硬度和热稳定性，被广泛应用于材料加工行业。

金刚石刀具能够切削各种硬质材料，如合金钢、陶瓷和复合材料，具有较长的使用寿命和高加工效率。

8. 电子磁盘：金刚石被用于制造硬盘驱动器的读写头部分。

金刚石的硬度和耐磨性使得读写头能够在高速旋转的硬盘上精确地读取和写入数据。

9. 信号传输：金刚石纳米线是一种被用于更高速率的信号传输的新型材料。

这种纳米线具有高导电性和稳定性，可用于制造高频率电子器件和传感器。

综上所述，金刚石具有非常广泛的应用领域，包括珠宝制作、工业用途、电子领域、石油和矿物勘探、医疗器械、光学领域、刀具制造以及信号传输等。

金刚石刀片的分类及应用金刚石刀片是一种采用金刚石作为刀片切割工具上的切削物料的硬质金属产品，它具有非常高的硬度和耐磨性，因此在切割、磨削等工业领域有着广泛的应用。

金刚石刀片的分类主要根据其使用环境、切削物料和工作方式等因素。

以下是几种常见的金刚石刀片分类及其应用：1. 粉末冶金金刚石刀片粉末冶金金刚石刀片是通过将金刚石粉末与金属粉末混合，并经高温高压制得的刀片。

该类金刚石刀片具有较高的强度和耐磨性，适用于切割硬质材料如岩石、陶瓷、玻璃、木材等。

2. 镀覆金刚石刀片镀覆金刚石刀片是将金刚石晶体通过电镀或熔连接技术镀覆在刀片表面的一种刀片。

它具有较高的强度和耐磨性，适用于切割石材、建筑材料、陶瓷等。

3. 电镀金刚石刀片电镀金刚石刀片是将金刚石颗粒通过电化学沉积在刀片表面的一种刀片。

通过控制电流密度、镀液成分等因素可实现不同规格和性能的刀片制备。

它具有优秀的耐磨性和高温稳定性，适用于切割石材、陶瓷、光学玻璃等。

4. 绑焊金刚石刀片绑焊金刚石刀片是将金刚石颗粒通过焊接工艺绑定在刀片上的一种刀片。

它具有较高的强度和耐磨性，适用于切割石材、陶瓷、光学玻璃、大理石等。

5. 超硬合金金刚石刀片超硬合金金刚石刀片是将金刚石颗粒通过高温高压工艺与钨钴合金等金属粉末共烧制成型的刀片。

由于超硬合金的优异性能和金刚石颗粒的超硬性，该类刀片具有出色的切削性能和较长的使用寿命，适用于切割高硬度材料。

金刚石刀片的应用范围广泛，主要有以下几个方面：1. 建筑行业在建筑行业中，金刚石刀片常用于切割石材、混凝土、砖块等材料。

它具有快速、精确和高效的特点，可以用于建筑物的修复、改建以及道路建设等工程。

2. 木工行业金刚石刀片在木工行业中被广泛使用，可以用于切割木材、刨削木材等。

其高硬度和耐磨性使得切割更加精准、平滑，并且能够延长刀片的使用寿命。

3. 家具制造业家具制造业中，金刚石刀片可以用来切割加工各种材料，例如纤维板、中密度板、实木等。

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。

金刚石的三大用途是什么金刚石是一种由碳元素构成的矿物，具有非常高的硬度和热导率。

由于其独特的物理特性，金刚石被广泛应用于各个领域。

下面将介绍金刚石的三大主要用途。

一、工业用途：1. 切割和磨削工具：由于金刚石的硬度非常高，因此金刚石常常被用作切割和磨削工具的刀片或磨具。

例如，金刚石切割片广泛用于切割石材、金属和混凝土等硬材料。

金刚石磨具被用于磨削和抛光工艺，能够提供高质量的表面光洁度。

2. 钻石工具：金刚石是唯一能够切削钻石的材料，因此金刚石常被用于制作钻石工具，如金刚石钻头、钻石刀片和钻石锉等。

这些工具在采矿、建筑和制造业中广泛应用，用于切割和加工各种材料。

3. 磨料粉末：金刚石经过粉碎和筛分后可以制成金刚石磨料粉末，被用作高效磨料材料。

金刚石磨料粉末被广泛应用于磨削、抛光和研磨工艺中，用于加工金属、陶瓷、宝石和玻璃等材料。

二、宝石用途：1. 珠宝饰品：金刚石被誉为“永恒的珠宝”，因为它的硬度、光泽和稀有性质使其成为珠宝饰品中的顶级宝石。

金刚石可以被切割成各种形状，用于制造戒指、项链、耳环等珠宝饰品，常常作为婚庆和重要场合的礼物。

2. 工业用金刚石：由于金刚石的硬度和热导率，其在工业上也被用作工具材料，如金刚石刀、钻头和磨具等。

这些金刚石工具具有超强的切削和磨削能力，能够有效加工硬材料，在工业生产中有广泛的应用。

三、高科技用途：1. 电子设备：金刚石在电子设备中有广泛的应用。

由于金刚石的热导率非常高，它被用作高功率电子器件的散热材料，如高性能电脑芯片和激光二极管等。

2. 光学器件：金刚石具有卓越的光学性能，因此被广泛应用于光学器件中。

例如，金刚石被用作激光器的光学腔体、光学窗口和束流器等。

金刚石的高透明度和硬度使其成为高品质光学器件的理想材料。

3. 陶瓷加工：金刚石也被用于陶瓷加工中。

由于其硬度高、耐磨性好，金刚石被用作陶瓷刀片，用于切割和加工陶瓷制品。

总结起来，金刚石的三大主要用途包括工业用途、宝石用途和高科技用途。

PCD 聚晶金刚石刀具特性及其适合加工的材料简介图1努氏硬度图2断裂韧性图3导热性制备工艺PCD是由大量随机定向的金刚石颗粒在极困难的条件下进行人工合成得到的。

它通过在高压高温下烧结精选的金刚石颗粒进行制备。

烧结过程在金刚石稳定区内被严格地控制，于是生产出一种极硬且耐磨的结构。

特性PCD是由大量随机定向的金刚石颗粒在极困难的条件下进行人工合成得到的。

它通过在高压高温下烧结精选的金刚石颗粒进行制备。

烧结过程在金刚石稳定区内被严格地控制，于是生产出一种极硬且耐磨的结构。

特性以聚晶形态组成的金刚石提供了一种强大的切削刀具，它提供极好的硬度及由此得到的耐磨性，并与聚晶结构所带来的极佳韧性相结合。

此外，金刚石拥有所有刀具材料中最高的导热性，使得热量迅速从切削刃传递出来。

除PCD与铁的高亲合力以外，PCD不会与工件材料粘结，在正确的切削参数下，积屑瘤是最小化的。

所有的SecomaxPCD刀具都拥有镜面抛光的前刀面，提供最低的摩擦系数和光滑的切削刃。

适合加工的工件材料铝合金铝合金已成为交通工业需求的致力于减轻重量的理想材料。

尽管铝合金的生产在能量消耗上具有更大的初始需求，但在长期运作中证明有更多的益处，这些合金的性能将超过其它与其竞争的材料。

纯铝的硬度低、耐腐蚀。

举例讲，添加铜或镁等合金元素将使该材料具有更高的强度。

巿场上有很多种铝合金，最著名的莫过于分别用于汽车与航空航天行业的2000及6000系列。

锻造和铸造铝合金之间有明显的分界线，各有几种不同的材质等级，而且有各式各样的硬化处理性能。

对于硅(Si)含量低到中等的硅合金来说，PCD在铣削应用与粗加工中提供了最好的耐磨性，见下表。

所遭遇到的最常见的问题应该是积屑瘤。

即使是很高的切削速度，加工低硅铝合金时也会发生这种情况。

切削刃的几何角度和质量必须要被小心地应用。

采用这样的参数，当与工件的接触时间越久，产生的热量上升，其直接的影响就是刀具寿命的缩短。

对于加工高硅铝合金，PCD的耐磨性被完全地利用。

金刚石的作用金刚石是一种常见的宝石，也是地球上最坚硬的物质之一。

它的出现给人们带来了许多惊喜和好处。

金刚石具有广泛的用途，我们来看看金刚石的主要作用。

首先，金刚石作为宝石，被广泛用于珠宝饰品制作。

金刚石的耐磨性和高硬度使其成为制作珠宝首饰的理想选择。

金刚石的钻石形状和闪亮的光泽使人们爱不释手。

无论是用于制作戒指、项链、手链还是耳环，金刚石都能给人带来无限的美丽和珍贵感。

其次，金刚石的硬度使其成为用于磨料、切割和研磨的理想材料。

在工业上，金刚石被广泛应用于研磨工具、砂轮、砂纸等，用于研磨金属、玻璃、陶瓷和其他硬质材料。

金刚石切削工具在加工工艺中起着至关重要的作用，能够高效地切割或切削各种材料，提高生产效率，节省时间和成本。

此外，金刚石还广泛应用于钻石刀具的制造。

钻石刀具具有极高的硬度和锋利度，能够轻松切割高硬度材料。

金刚石刀片常用于切割石材、玻璃、陶瓷、金属等各种材料。

钻石刀具在建筑、装修、石材加工等领域得到了广泛应用，大大提高了工作效率和质量。

此外，金刚石还被用于电子领域。

金刚石具有优异的导热性和绝缘性能，使其成为制作高功率电子元件的理想材料。

金刚石微粉可以用于制备高导热性材料，用于散热器和冷却器，帮助电子设备散热，防止过热损坏。

金刚石也可以用于制备高效的光电子器件，如太阳能电池。

最后，金刚石还有医疗应用。

金刚石镀层可以应用于人工关节，提高其生物稳定性和耐磨性。

金刚石纳米颗粒具有较好的生物相容性，可以用于生物标记、荧光探针和药物传递。

金刚石还可以用于制备高效的生物传感器和生化分析仪器，有助于医学检测和诊断。

总之，金刚石是一种非常宝贵的材料，具有广泛的应用领域。

它在珠宝制作、工业切割、电子设备和医疗应用领域发挥着重要作用。

随着科技的发展和研究的深入，我们相信金刚石的作用还将不断拓展和发展。

熊建武周进陈湘舜（湖南铁道职业技术学院机电工程系，湖南株洲 412001）摘要：金刚石是切削有色金属的优选刀具材料。

本文阐述了金刚石刀具材料的特性，切削加工铝合金时PCD刀具材料粒度和复合片厚度、几何角度、切削用量的选择。

关键词：金刚石；刀具材料；粒度；切削用量；选择The Choice of the Material and the Cutting Parameter when Aluminum Alloy Cutted by Diamond Cutting-toolsXIONG Jian-wu,ZHOU Jin,CHEN Xiang-shun (Department of Machine and Electricity Enginerring,Hunan Railway Professional-Technology College,Zhuzhou 412001 China) Abstract：Diamond is the best material of cutting-tools to cut nonferrous metals.This paper discussed the specific property of diamond cutting-tools,the choice of the size and thickness of PCDcutting-tools,the choice of degree of cutting-tools and cutting parameter,when the aluminum alloy cutted by diamond cutting-tools.Key words：diamond;material of cutting-tools;size;cutting parameter;choice1 金刚石刀具材料的特性适合于切削加工铝合金金刚石的热稳定性比较差，切削温度达到8000C时，其硬度就会大大降低。

金刚石材料的刀具目前被广泛应用于生产制造中。

本文介绍了近十几年来正在迅速发展的金刚石切削刀具材料的性能、品种，幷针对不同类的金刚石材料刀具的性能优劣，作出了选用建议。

金刚石是碳的同素异形体，是目前已知的最硬物质，其显微硬度可达10,000HV，同时也是目前硬度最高的刀具材料。

在合适的加工条件下，金刚石刀具相比高速钢、硬质合金、陶瓷和聚晶立方氮化硼刀具的使用寿命更长。

用它加工铜、铝等有色金属和非金属耐磨材料时的切削速度比硬质合金刀具高出一个数量级(例如铣削铝合金的切削速度为3000~4000m/min，高的甚至可达7500m/min)，使用寿命是硬质合金刀具的几十甚至几百倍。

金刚石刀具过去主要用于精加工，近十几年来通过改进生产工艺，控制原料纯度和晶粒尺寸，采用复合材料和热压工艺等，其脆性有了重大改进，韧性提高，使用可靠性显着改善，已经可以作为常规刀具在生产中应用，对提高工效、保证产品质量起着重要作用。

金刚石刀具材料的性能优劣金刚石的硬度和耐磨性极高、切削刃非常锋利、刃部粗糙度值小、摩擦因数低、抗粘结性好、热导率高、切削时不易粘刀及产生积屑瘤、加工表面质量好。

在加工有色金属时，表面粗糙度值可达R0.10∼0.05μ m，加工精度可达IT5(孔IT6)级以上，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) 。

金刚石的缺点是韧性差，热稳定性低，与铁族元素接触时有化学反应(4C+3Fe →Fe3C4)，在700~800℃时将碳化(即石墨化)，一般不适用於加工钢铁材料。

用它切削镍基合金时，同样也会迅速磨损。

所以通常不推荐金刚石刀具加工高熔点金属及合金。

此外，金刚石刀具刃磨困难，价格昂贵。

表1中列出了金刚石刀具与硬质合金刀具二者性能的比较。

金刚石刀具材料的品种分类金刚石刀具材料分为单晶金刚石(有天然和人造两种，天然单晶金刚石价格昂贵，部分被人造单晶金刚石替代)、人造聚晶金刚石(PCD)和人造聚晶金刚石与硬质合金复合刀片(PCD/CC)以及CVD金刚石。

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。

金刚石刀具篇，你要找的这里都有——天然钻石刀具、人造钻石刀具等以金刚石为代表具有硬度很高的物质，统称为超硬材料，金刚石是当之无愧的超硬材料，是目前发现的最硬的工具材料。

超硬材料刀具——金刚石刀具是由超硬材料金刚石为主要切削部分制作的，是人类生产工具中的一种先进工具，特别是现代制造业，金刚石刀具以其超凡的锋利和性能为制造业创造了很高的生产率！金刚石刀具种类金刚石刀具的种类多种多样，常见的分类方式有按照刀具材料和刀具结构应用。

1、按照刀具材料和制造工艺划分，可以分为单晶金刚石刀具和聚晶金刚石刀具，天然金刚石刀具和人造金刚石刀具，其中单晶金刚石刀具有天然钻石刀具和人造单晶钻石刀具（高温高压合成和CVD合成），人造金刚石刀具又分为人造单晶钻石刀具、聚晶金刚石刀具、CVD金刚石涂层刀具等。

天然钻石刀具、人造单晶钻石刀具、聚晶金刚石刀具（PCD刀具）、CVD金刚石刀具等。

2、按照刀具结构来分，主要有车刀、数控刀片、铣刀、轮廓刀、倒角刀、切槽刀。

（单晶车刀、刀片所配备的机床为单点金刚石车床或其他精密车床；铣刀、倒角刀类常搭载CNC雕铣机或加工中心。

）金刚石刀具材料单晶金刚石刀具有天然和人造两种，天然单晶金刚石数量少，价格昂贵，主要用于光学行业如眼镜、光学镜头、数码电子光学配件、汽车光学系统、航天特殊飞行眼镜等，以及某些有色金属的超精密切削加工中。

人造单晶金刚石具备与天然单晶金刚石相同的结构而且有与之相媲美的性能，同时成本相对天然金刚石低廉，具有广泛的工业应用和商业前景，主要用于有色金属的超精密切削、亚克力领域以及要求高光效果的机加工中。

（1）天然金刚石（ND）：天然金刚石约98%属于Ia型氮[N]（~2500ppm）天然金刚石的形成大部份是在至少25亿年的岩石中产生，而且大约在140~200公里的地底下形成，在这个深度下的强大压力(每平方基叶150万磅）和极高温度（约2800℃)造成稀有的碳原子紧密的聚集在一起，而形成的晶体结构。