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金刚石刀具的分类有哪几种？应用领域有哪些？

金刚石刀具作为常用的高速切削工具，凭借硬度高、导热性和耐磨性好，并且可以获得较高的加工精度和效率等优点被广泛应用于各个行业，但有些人对金刚石刀具的主要材料、相应领域仍旧不是特别清晰，今天华菱超硬就结合自身数十年的金刚石刀具制作经验来和大家聊一聊金刚石刀具的那些事~

金刚石刀具的应用领域
 
金刚石刀具主要分为单晶（SPDT）金刚石刀具、聚晶（PCD）金刚石刀具、化学气相沉积（CVD）金刚石刀具三类。
 
1、单晶（SPDT）金刚石刀具
 
单晶（SPDT）金刚石刀具主要由大颗粒单晶金刚石（质量大于0.1g，最小直径长度不小于3mm）制作而成，主要用于对表面粗糙度、几何精度和尺寸精度要求高的精密CNC车削和机械加工中。
 
单晶金刚石主要分为天然单晶金刚石和合成单晶金刚石两类。其中，天然单晶金刚石是金刚石中最耐磨的材料，精磨后切削刃的钝圆半径可小至0.008～0.005μm。但天然单晶金刚石较脆，其晶体存在各向异性，不同晶面或同一晶面不同方向的晶体硬度不同，因此在研磨和使用时必须选择合适的方向。另外，由于天然单晶金刚石资源有限，价格昂贵天然单晶金刚石刀具主要用于某些有色金属的超精密切割或黄金首饰的制作。而合成单晶金刚石的尺寸、形状和性能具有很好的一致性，并且由于高温高压技术的日益成熟，可以合成一定尺寸的单晶金刚石，所以在加工高耐磨层压木时，其性能优于PCD金刚石，不会造成切削刃过早钝化。
 
2、聚晶金刚石（PCD）刀具
 
聚晶金刚石（PCD）是由多晶金刚石单晶粉与钴等金属结合剂在高温（约1800℃）和高压（5~6MPa）条件下制成的多晶材料。虽然其硬度略低于单晶金刚石，但它是随机取向的金刚石晶粒的聚集体，呈各向同性。作为切削工具使用时，可进行任意方位的磨削。另外，它不需要像天然金刚石那样选择最佳解理面作为前刀面。切削时，切削刃对意外损伤不敏感，耐磨性强。它可以长时间保持锋利的切削刃，加工时可采用高切削速度和大背切（切深），其使用寿命一般是碳化钨基硬质合金刀具的10~500倍。
 
3、化学气相沉积（CVD）刀具
 
CVD金刚石是一种高耐磨性的纯金刚石材料，不含结合剂，在低压（<0.1MPa）下制备。CVD金刚石主要有两种形式：CVD薄膜涂层（CD）和CVD厚膜（TFD）。CVD薄膜涂层采用CVD（化学气相沉积）工艺沉积在硬质合金基体（常用K型合金）上，厚度约为10~30μm，它是由薄膜状的多晶金刚石组成。
 

由于基体易于制成复杂形状，适用于几何形状复杂的刀具，如丝锥、钻头、立铣刀和带断屑槽的可转位刀片。CVD薄膜涂层刀具主要用于有色金属和非金属材料的高速精密加工，刀具寿命是未涂层硬质合金刀具的近十倍甚至数十倍。但是CVD薄膜涂层刀具不适合加工金属等复合材料，因为复合材料中的硬质颗粒会在很短的时间内磨穿刀具表面的一层涂层。虽然CVD薄膜涂层刀具的价格低于同类PCD刀具，但金刚石薄膜与基体材料之间的低结合力限制了其广泛应用。


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