金刚石刀具材料的性能和特点

金刚石刀具的性能特点如下：

1）具有极高的硬度和耐磨性。金刚石是世界上已发现的最硬物质，显微硬度高达10000HV左右，比硬质合金和陶瓷刀具的硬度要高好几倍。金刚石具有极高的耐磨性。天然金刚石的耐磨性为硬质合金的80～120倍，人造金刚石的耐磨性为硬质合金的60～80倍。如表6-2所示，加工高硬度材料时，金刚石刀具的寿命为硬质合金刀具的10～100倍，甚至高达几百倍。

表6-2 金刚石刀具与硬质合金刀具的耐磨性比较

2）具有很低的摩擦因数。金刚石与一些有色金属之间的摩擦因数通常在0.1～0.3之间，比其它刀具都低，约为硬质合金的一半（见表6-3）。对同一种加工材料，天然金刚石刀具的摩擦因数低于人造金刚石刀具。摩擦因数低，加工时可减少切屑变形和降低切削力约1/3～1/2。

表6-3 金刚石刀具与硬质合金刀具的摩擦因数比较

3）切削刃非常锋利，刃面表面粗糙度很小。金刚石刀具的切削刃表面粗糙度很小，一般可达Ra0.1～0.3μm，高的可达0.001μm，因此切光能力很强。而且金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，切削刃钝圆半径一般可达0.1～0.5μm。因此，金刚石刀具具有很高的切薄能力，能切下厚度0.1μm以下的切屑。天然单晶金刚石刀具的切削刃钝圆半径甚至可高达0.002～0.008μm，因而能进行超薄切削和超精密加工。

4）具有很高的导热性能。金刚石的热导率非常高（见图6-2），为硬质合金的1.5～9倍。由于热导率高，切削热容易散出，故刀尖和切削区温度低（见表6-4）。(www.xing528.com)

图6-2 金刚石和其它材料的热导率比较

表6-4 金刚石和硬质合金刀具加工BT4钛合金时的切削温度

5）具有很低的加工变形。金刚石的线胀系数比硬质合金小几倍，约为高速钢的1/10。因此金刚石刀具不会产生很大的热变形，由切削热引起的刀具尺寸的变化很小。另外，金刚石的弹性模量较大，因而切削刃在切削过程中不易产生变形。以上两点对尺寸精度要求很高的精密和超精密加工来说尤为重要。

单晶金刚石、聚晶金刚石和CVD金刚石的性能见表6-5。

表6-5 单晶金刚石、聚晶金刚石和CVD金刚石的性能