金刚石刀具的开发及应用分析

高速切削已成为现代制造技术的一个主要发展方向。由于高速切削刀具的开发与应用直接影响高速切削的加工效率和加工质量，因此具有非常重要的意义。刀具技术的革新，除了刀具本身的几何形状、切削角度等的革新和改进外，刀具切削刃材质的开发和革新也是提高切削效率、降低切削成本的一个关键因素。

20世纪70年代中期以来，美国、德国、日本等工业发达国家先后开发聚晶金刚石(pcd)刀具并将其用于非金属材料和有色金属材料的高速切削加工，使生产效率获得大幅度提高，切削费用成倍下降，因此被广泛应用于汽车、航空、航天以建材等工业领域。

pcd复合片的开发聚晶金刚石(pcd)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与co、ni 等金属粉末均匀混合后，在高压高温下，在碳化钨(wc)基材上烧结而成的一种刀坯新材料。pcd 复合片不仅具有金刚石高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优越性能，同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。pcd 复合片还具有导电性，因此可用线切割机切割成所需刀头，将刀头焊接在刀体上，经过刃磨制成pcd 刀具。

由于pcd 刀具适宜于高速切削，因此旋转式pcd 刀具的动平衡显得特别重要。动平衡时，应根据刀具允许使用的最高转速(nmax)和动平衡的精度等级(一般控制在g2.5级)查图1，得到许用不平衡率eper值，则其允许的不平衡量可由下式计算uper=meper式中eper——许用不平衡率或偏心距(单位：g·mm/kg或微米)

由于pcd刀具的性能优越，因此被广泛用于非铁金属和非金属材料的加工。在实际选用时，应根据pcd刀具的使用场合、被切削材料的特性以及加工的具体要求，选用适当牌号和粒径的pcd复合片做刀具刀头。一般情况下，复合片中金刚石体积浓度高或粒径较大的耐磨性较好，金刚石体积浓度低或粒径较小的则韧性较好。