金剛石刀具具有硬度高、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性,可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。金剛石刀具的上述特性是由金剛石晶體狀態(tài)決定的。在金剛石晶體中,碳原子的四個(gè)價(jià)電子按四面體結(jié)構(gòu)成鍵,每個(gè)碳原子與四個(gè)相鄰原子形成共價(jià)鍵,進(jìn)而組成金剛石結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的結(jié)合力和方向性很強(qiáng),從而使金剛石具有極高硬度。由于聚晶金剛石(PCD)的結(jié)構(gòu)是取向不一的細(xì)晶粒金剛石燒結(jié)體,雖然加入了結(jié)合劑,其硬度及耐磨性仍低于單晶金剛石。但由于PCD燒結(jié)體表現(xiàn)為各向同性,因此不易沿單一解理面裂開。?
PCD刀具材料的主要性能指標(biāo):①PCD的硬度可達(dá)8000HV,為硬質(zhì)合金的80~120倍;②PCD的導(dǎo)熱系數(shù)為700W/mK,為硬質(zhì)合金的1.5~9倍,甚至高于PCBN和銅,因此PCD刀具熱量傳遞迅速;③PCD的摩擦系數(shù)一般僅為0.1~0.3(硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4~1),因此PCD刀具可顯著減小切削力;④PCD的熱膨脹系數(shù)僅為0.9×10 ??
-6~1.18×10 ??
-6,僅相當(dāng)于硬質(zhì)合金的1/5,因此PCD刀具熱變形小,加工精度高;⑤PCD刀具與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小,在加工過程中切屑不易粘結(jié)在刀尖上形成積屑瘤。



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