隨著(zhu)汽車、航(hang)空(kong)和(he)航(hang)天技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)飛速發展， 對材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)及加(jia)(jia)工(gong)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)要求(qiu)日益(yi)提高(gao)。新(xin)型材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)如(ru)碳纖維增(zeng)強塑料(liao)(liao)(liao)(liao)、顆粒增(zeng)強金屬(shu)基復合(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(PRMMC) 及陶瓷材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)得到廣泛(fan)應(ying)用(yong)。這(zhe)些(xie)相關(guan)(guan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)體現了承載力(li)高(gao)、抗磨(mo)性(xing)(xing)性(xing)(xing)好、熱(re)(re)擴張(zhang)標準值小(xiao)等的(de)(de)(de)特點， 這(zhe)決定了了對這(zhe)些(xie)實行機加(jia)(jia)工(gong)處理時(shi)加(jia)(jia)工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)使用(yong)期(qi)至(zhi)關(guan)(guan)短。開(kai)發建設(she)新(xin)形抗刮(gua)且不穩的(de)(de)(de)超(chao)硬(ying)(ying)車削加(jia)(jia)工(gong)件(jian)(jian)是(shi)更多高(gao)職院校、科學(xue)(xue)實驗院所和(he)中小(xiao)企業實驗的(de)(de)(de)課程(cheng)。金剛(gang)石集(ji)力(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)、光(guang)電技(ji)術(shu)(shu)、熱(re)(re)學(xue)(xue)、聲學(xue)(xue)設(she)計、光(guang)電技(ji)術(shu)(shu)等繁多優良(liang)性(xing)(xing)能(neng)參(can)數(shu)于全(quan)身上下，都(dou)具有(you)越高(gao)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)性(xing)(xing)，磨(mo)擦(ca)系數(shu)小(xiao)， 傳熱(re)(re)性(xing)(xing)強，熱(re)(re)變形比率(lv)和(he)生物學(xue)(xue)惰性(xing)(xing)低， 是(shi)制作(zuo)車刀的(de)(de)(de)好原料(liao)(liao)(liao)(liao)。這(zhe)段話(hua)對近期(qi)來金剛(gang)石車刀制作(zuo)策(ce)略(lve)的(de)(de)(de)快速發展作(zuo)任(ren)何理由述。
1.金剛石刀具的應用范圍
(1)難加工有色金屬材料的加工
加工銅、鋅、鋁等有色金屬及其合金時，材料易粘附刀具，加工困難。利用金剛石摩擦系數低、與有色金屬親和力小的特點，金剛石刀具可有效防止金屬與刀具發生粘結。此外，由于金剛石彈性模量大， 切削時刃部變形小， 對所切削的有色金屬擠壓變形小， 可使切削過程在小變形下完成，從而可以提高加工表面質量。
(2)難加工非金屬材料的加工
加工含有大量高硬度質點的難加工非金屬材料， 如玻璃纖維增強塑料、填硅材料、硬質碳纖維/環氧樹脂復合材料時，材料的硬質點使刀具磨損嚴重，用硬質合金刀具難以加工，而金剛石刀具硬度高、耐磨性好，因此加工效率高。
(3)超精密加工
隨著(zhu)現(xian)(xian)(xian)代集成技術的(de)(de)問世， 機加(jia)工向(xiang)高(gao)(gao)(gao)(gao)精度方向(xiang)發展， 對刀具性能提出了相當高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)要(yao)求。在金剛石磨蹭常(chang)數小、熱回縮常(chang)數低、傳熱率高(gao)(gao)(gao)(gao)，能割下極薄的(de)(de)切(qie)屑(xie)，切(qie)屑(xie)特別容(rong)易泄露，與其(qi)他材(cai)質的(de)(de)感染(ran)力小，不(bu)(bu)方便出現(xian)(xian)(xian)積屑(xie)瘤， 發燒量小，導熱性率高(gao)(gao)(gao)(gao)，是(shi)需要(yao)避免出現(xian)(xian)(xian)含糖(tang)量對刀身(shen)和工件產品的(de)(de)導致，因刀身(shen)不(bu)(bu)適合鈍化，切(qie)銷斷裂(lie)小，是(shi)需要(yao)收獲較高(gao)(gao)(gao)(gao)品性能的(de)(de)界面。
2.金剛石刀具的制造方法
目前金剛石的主要加工方法有以下四種： 薄膜涂層刀具、厚膜金剛石焊接刀具、金剛石燒結體刀具和單晶金剛石刀具。
2.1 薄膜涂層刀具
薄膜(mo)(mo)涂層(ceng)刀具是(shi)在剛(gang)(gang)性及高溫(wen)特性好(hao)的(de)(de)集體(ti)材(cai)料上通過(guo)化(hua)學氣(qi)相沉(chen)(chen)(chen)積(ji)法(fa)(CVD) 沉(chen)(chen)(chen)積(ji)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)薄膜(mo)(mo)制(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)刀具。基于Si3N4 系陶瓷圖片、WC-Co 系聚(ju)氯乙烯塑料和金(jin)已經金(jin)屬件W 的(de)(de)熱熱脹系與金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)相似(si)， 制(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)時(shi)行(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)熱應(ying)力應(ying)變小， 從而能以為(wei)刀體(ti)的(de)(de)基體(ti)原材(cai)料。WC-Co 系硬質的(de)(de)鎂合(he)金(jin)中(zhong)， 膠結相Co 的(de)(de)具備易使金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)聚(ju)酰亞胺(an)膜(mo)(mo)與基體(ti)之(zhi)間構成(cheng)(cheng)石(shi)(shi)墨而降低(di)黏附的(de)(de)強(qiang)度，在形成(cheng)(cheng)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)前需進行(xing)預治療以排除Co 的(de)(de)影響力( 一般來(lai)說進行(xing)酸(suan)浸(jin)蝕去Co)。催化(hua)氣(qi)質聯用(yong)巖漿(jiang)巖法(fa)是(shi)應(ying)用(yong)千(qian)萬的(de)(de)方式 把(ba)包(bao)含有C 源的(de)(de)混合(he)有害氣(qi)體(ti)刺(ci)激，在較低(di)的(de)(de)混合(he)有害氣(qi)體(ti)壓強(qiang)下，使碳電(dian)子(zi)層(ceng)在需要空間巖漿(jiang)巖出來(lai)了， 碳分子(zi)在彰(zhang)顯、沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)全(quan)過(guo)程(cheng)中(zhong)型成(cheng)(cheng)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)相。近年應(ying)用(yong)于沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)CVD 法(fa)注意包(bao)含：微波加熱、熱燈絲、直流電(dian)源電(dian)弧放電(dian)噴出法(fa)等。
金剛(gang)石(shi)薄(bo)膜(mo)的優點(dian)是可(ke)應用于(yu)各種(zhong)幾(ji)何形狀復(fu)雜的刀(dao)具，如帶有切(qie)屑的刀(dao)片、端銑刀(dao)、鉸刀(dao)及(ji)鉆頭(tou);可(ke)以用來切(qie)削許多非金屬材(cai)料(liao)，切(qie)削時切(qie)削力小(xiao)、變(bian)(bian)形小(xiao)、工作平(ping)穩、磨損慢、工件不易(yi)變(bian)(bian)形， 適用于(yu)工件材(cai)質好、公差小(xiao)的精加工。主要(yao)缺點(dian)是金剛(gang)石(shi)薄(bo)膜(mo)與(yu)基體(ti)的粘(zhan)接力不佳，金剛(gang)石(shi)透(tou)明膜(mo)數控刀(dao)片不更具重(zhong)磨性。
2.2 金剛石厚膜焊接刀具
金剛石厚膜焊接刀具的制作過程一般包括：大面積的金剛石膜的制備;將金剛石膜切成車刀可以的形式寬度;金剛石厚膜與銑刀基體板材的對接焊;金剛石厚膜車刀切銷刃的碾磨與磨光。(1)金剛石厚膜的光催化原理與切割器最常見的光催化原理金剛石厚膜的加工過程辦法是直流電源等鐵離子體射流CVD 法。將金剛石積聚到WC-Co 鎂合金(表面能參與磨砂手工加工)上， 在基體的保壓期間中， 金剛石膜電腦自動剝落。此方式 形成強度快(最高的能夠達到930μm/h)，晶格期間(jian)組合(he)相比融洽(qia)， 雖然種(zhong)植面較(jiao)粗造。金(jin)剛(gang)石膜強度高(gao)、抗(kang)刮、不導電決定了(le)了(le)它的(de)(de)裁(cai)切機(ji)方式 是激光束裁(cai)切機(ji)(割孔可在的(de)(de)空氣(qi)(qi)、空氣(qi)(qi)中的(de)(de)氧氣(qi)(qi)和(he)氬(ya)氣(qi)(qi)的(de)(de)學習環(huan)境中參與)。運用(yong)激光行業鋸開一(yi)方面能(neng)將金(jin)剛(gang)石厚(hou)膜鋸開成營養要的(de)(de)模樣和(he)尺寸(cun)，還能(neng)能(neng)切出(chu)使(shi)刀具產生的(de)(de)后角(jiao)，都(dou)具有切縫窄、便捷等的(de)(de)優點。
(1)金剛石厚膜刀具的焊接
金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石與一般(ban)的(de)金(jin)(jin)屬及(ji)其合金(jin)(jin)之(zhi)間具(ju)有很高的(de)界(jie)面能(neng)， 致使(shi)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石不能(neng)被一般(ban)的(de)低熔點合金(jin)(jin)所浸(jin)潤(run)， 可(ke)焊性極差。目前主要通(tong)過(guo)在銅銀合金(jin)(jin)焊料中添加強(qiang)碳化物形成元素或通(tong)過(guo)對(dui)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石外壁做復合化加工(gong)處(chu)理來提生金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石與復合中的(de)可(ke)焊性。
①活性釬料法
焊(han)(han)料(liao)(liao)一般(ban)用(yong)含Ti 的銅銀合(he)金，不加(jia)助熔(rong)劑在惰性氣體或真空(kong)中焊(han)(han)接。常用(yong)的釬料(liao)(liao)成分(fen)Ag=68.8wt% ， Cu=26.7wt% ， Ti=4.5wt% ，適用(yong)的分(fen)離純(chun)化(hua)措施是弧光熔(rong)練法和粉末(mo)狀(zhuang)原材料(liao)(liao)石油(you)化(hua)工(gong)(gong)法。Ti算作(zuo)抗逆性稀土元素在補焊(han)(han)流程中與C 展(zhan)現(xian)繪制TiC ，可提(ti)生(sheng)金剛石與焊(han)(han)料(liao)(liao)的潤濕(shi)性和粘接難度。加(jia)溫(wen)工(gong)(gong)作(zuo)溫(wen)度基本為850℃，保溫(wen)層10 15分(fen)鐘(zhong)，緩(huan)冷以減短內應(ying)力比。
②表面金屬化后焊接
金剛石表面的金屬化是通過表面處理技術在金剛石表面鍍覆金屬， 使其表面具有金屬或類金屬的性能。一般是在金剛石的表面鍍Ti， Ti 與C 反應生成TiC ， TiC 與Ag-Cu 合金釬料有較好的潤濕性和結合強度。目前常用的鍍鈦方法有：真空物理氣相沉積(PVD ，主要包括真空蒸發鍍、真空濺射鍍、真空離子鍍等)，化學氣相鍍和粉末覆蓋燒結。PVD 法單次鍍覆量低， 鍍覆過程中金剛石的溫度低于500℃，鍍層與金剛石之間是物理附著、無化學冶金。
CVD 法Ti 與金剛石發生化學反應形成強力冶金結合，反應溫度高，損害金剛石。
(2)厚膜金剛石刀具的刃磨
金剛石厚膜刀具的加工方法有： 機械磨削，熱金屬盤研磨，離子束、激光束和等離子體刻蝕等。
2.3 金剛石燒結體刀具
將金剛石厚膜用滾壓研磨破壞的方法加工成平均粒度為32～37μm 的金剛石晶粒或直接利用高溫高壓法制得金剛石晶粒，把晶粒粉末堆放到WC-16wt%Co 合金上，然后用Ta箔將其隔離，在5.5GPa、1500℃條件下燒結60 分鐘，制成金剛石燒結體，用此燒結體制成的車刀具有很高的耐磨性。
2.4 單晶金剛石刀具
單晶金剛石刀具通常是將金剛石單晶固定在小刀頭上， 小刀頭用螺釘或壓板固定在車刀刀桿上。金剛石在小刀頭上的固定方法主要有：機械加固法( 將金剛石底面和加壓面磨平，用壓板加壓固定在小刀頭上);粉末冶金法(將金剛石放在合金粉末中，經加壓在真空中燒結，使金剛石固定在小刀頭上);粘結和釬焊法(使用無機粘結劑或其它粘結劑固定金剛石)。由于金剛石與基體的熱膨脹系數相差懸殊，金剛石易松動，脫落。
3.結語
目前(qian)在金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)產業(ye)化中(zhong)還(huan)存(cun)在一些關鍵(jian)問題函待解決， 如高(gao)速大(da)面積(ji)的(de)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)厚膜(mo)沉積(ji)工藝、控制金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)膜(mo)的(de)晶界(jie)密度和(he)缺陷密度、金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)膜(mo)的(de)低溫生長， 金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)薄膜(mo)與(yu)基體結(jie)同心同德弱等(deng)。金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)鎢鋼刀(dao)優(you)等(deng)的(de)效果和(he)多方(fang)面的(de)進展前(qian)景引起中(zhong)國(guo)內地外(wai)眾多的(de)領域專家去(qu)論述， 很多都已經作為了達到(dao)性新進展，相信(xin)我(wo)很快的(de)將(jiang)會金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)彈簧(huang)將(jiang)非常(chang)廣(guang)泛運用到(dao)如今(jin)的(de)制作加(jia)工中(zhong)。
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