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如何选择使用金刚石刀具
来源:新绛县珠峰金刚石有限公司  发布日期:2018-3-8  【字体:

摘要:描述了金刚石的物理特性,对金刚石刀具的分类及其性能行了介绍,包括天然金刚石、聚晶金刚石、聚晶金刚石复合片、化学气相沉积金刚石涂层刀具。分析和对比了不同类型金刚石刀具的应用场合,为企业在加工难加工材料时选用超硬金刚石材料刀具时提供参考。

1 金刚石与硬质合金的特性

刀具类型

单晶金刚石

聚晶金刚石
PCD

CVD
金刚石

K类硬质合
(WC+Co)

质量密度/g·cm-3

3.52

4.1

3.51

1415

硬度/HV

1000

8000

9000

13501550

断裂韧度/MPa·m?

3.4

6.9

5.5

1015

杨氏模量/GPa

1050

800

1180

610640

抗拉强度/MPa

10503000

1260

4501100

600

横向断裂强度/GPa

2.9

1.2

1.3

0.9

抗压强度/GPa

8.68

7.4

16

3.56.0

热导率/W·m-1·k-1

10002200

560

7501500

80100

热扩散系数/cm2·s-1

5.511.6

2.7

2.811.6

5.8

热膨胀系数/10-6K-1

2.55.0

4.0

3.7

4.55.5

热稳定性/

700800

700800

700800

800900

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 引言

    金刚石是精密和超精密加工的超硬刀具材料之一,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。

2 金刚石材料特性

    金刚石为单碳原子的结晶体,其晶体结构属等轴面心立方晶系(晶系原子密度最高)。金刚石中碳原子间连接键为sp3杂化共价键,具有很强的结合力、稳定性和方向性。人工合成金刚石性能取决于sp3杂化共价键与非晶无定形碳sp2杂化共价键相对比率。如果sp3含量过低得到二者混合物体为类金刚石(DiamondLike Carbon,简称DLC)。独特的晶体结构使金刚石具有最高的硬度、刚性、导热系数以及优良的抗磨损、抗腐蚀性和化学稳定性等均高于硬质合金。如表1所示,可见单晶%B

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