鉆石刀具是一種硬度極高、耐磨性非常好的刀具，由于其優(yōu)異的切削性能，在超精密加工中得到了廣泛的應(yīng)用。鉆石刀具種類(lèi)多，性能差別很大，不同種類(lèi)金剛石刀的結(jié)構(gòu)、制法和適用范圍也有很大差別。當(dāng)前，單晶金剛石PCD(PCD/CC)和CVD金剛石都已成功地用作車(chē)刀、鏜刀、鉆頭、鉸刀、銑刀、成形刀和切齒刀等切削工具的制造材料。那如何選擇鉆石刀具材料？適用于金剛石刀片的材料有哪些？

鉆石材料的種類(lèi)必須根據(jù)加工材料的性質(zhì)及加工要求來(lái)選擇，除技術(shù)要求外，還要滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等性能要求。
PCD,PCD/CC材料。

PCD與PCD/CC是生產(chǎn)金剛石最常用的材料，它不僅適用于一般的機(jī)械加工領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)、高鐵、石油、化工、建筑、木材加工及航空航天等行業(yè)。其中，PCD、PCD/CC適用于汽車(chē)、摩托車(chē)、汽缸體、齒輪箱、化油器及其它耐磨零件的加工。且大部分零件都是含硅含量高(Si>12%)的鋁基復(fù)合材料，其內(nèi)部硬度高的硬粒子(例如SiC的硬度高達(dá)3000~3500HV)分布在鋁合金基體中，刀刃就像砂輪中的磨粒一樣，會(huì)對(duì)刀具刃口產(chǎn)生刮擦和沖擊作用，并使刀刃迅速磨損。硬顆粒的硬度越高，其粒度越大，其粒徑越大，則刀具的磨損越快。所以，在傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具加工上存在一定的困難，刀具壽命低或者完全不能使用。鉆石是世界上最硬的物質(zhì)。實(shí)踐證明，鉆石是加工鋁基復(fù)合材料的最佳刀具材料。

利用PCD金剛石加工鋁基復(fù)合材料，其切削速度可以達(dá)到800~1000m/min，刀具的使用壽命比硬質(zhì)合金高好幾倍甚至幾十倍，加工表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.025~0.012μm。

采用PCD(或PCD/CC)刀具加工碳纖增強(qiáng)塑料(FRP)時(shí)，切屑呈粉狀，切削溫度較低，其切削長(zhǎng)度為K級(jí)硬質(zhì)合金刀具的10倍，而磨耗小于硬質(zhì)合金刀具的1/3。

PCD(或PCD/CC)刀具還可用于加工預(yù)燒后的硬質(zhì)合金和耐磨非金屬材料，如陶瓷、橡膠、石墨、玻璃及各種耐磨性木材等。

PCD刀具的性能主要取決于應(yīng)用場(chǎng)合及加工工藝，但是選擇合適的牌號(hào)和粒徑對(duì)PCD刀具也有影響。由于PCD的成分成分不同，不同品種的PCD刀片的切削性能差別較大，選擇時(shí)應(yīng)注意。

PCD刀片目前還沒(méi)有象硬質(zhì)合金那樣的統(tǒng)一分類(lèi)，每個(gè)生產(chǎn)廠家都有自己的品種和牌號(hào)，使用時(shí)要參照廠家的樣品進(jìn)行選擇。

單晶體金剛石刀具材料。
在使用PCD(PCD/CC)和PCD(PCD/CC)和CVD金剛石等材料中，單晶金剛石具有良好的互補(bǔ)性，在應(yīng)用中還存在一些交叉應(yīng)用領(lǐng)域。
單晶體金剛石切割的工件表面呈連續(xù)形，用PCD切割的工件表面呈現(xiàn)微米級(jí)的非連續(xù)狀態(tài)，因而PCD只能在一般的加工領(lǐng)域中使用。在某些特殊要求下，例如制備Al2O3鏡面的拋光過(guò)程中，只有利用天然單晶金剛石才能獲得所需的表面粗糙度和尺寸公差。

在天然金剛石中，大尺寸金剛石不多，而人工合成大尺寸金剛石已成為可能。采用該材料加工高耐磨層板時(shí)，性能比PCD金剛石要好，不會(huì)造成刀刃過(guò)早鈍化。當(dāng)加工鋁基復(fù)合材料時(shí)，PCD和TFD(CVD厚膜)都可用。

因各種類(lèi)型金剛石在適應(yīng)面上的互補(bǔ)作用，金剛石刀具的可加工范圍有所擴(kuò)大，人工合成金剛石代替天然金剛石，CVD金剛石取代PCD金剛石的趨勢(shì)日益明顯。另外，切削加工也由此進(jìn)入了一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)加工的新時(shí)期，其替代程度取決于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素，尤其是刀片的成形，刃磨和焊接的難易程度直接影響金剛石刀具的價(jià)格和性能。

PCD刀具一般適用于粗加工和要求刀片的高斷裂韌性生產(chǎn)，CVD及單晶金剛石刀具多用于高速、半精加工。

上述有關(guān)內(nèi)容與金剛石刀具材料有關(guān)，金剛石晶體具有各向異性，不同晶面上有不同的物理機(jī)械性質(zhì)，因此，在金剛石工具刃磨前，要依據(jù)刀具的刃口強(qiáng)度、耐磨性等性能要求來(lái)定向金剛石晶體，選擇合理的晶面作為刀具的前后刀面。但愿上面能對(duì)讀者有所幫助。