金剛石工具市場應用前景分析

    金剛石工具有色金屬耐磨材料加工應用，有出色適應性。工具材料，金剛石最硬。合適加工條件下，金剛石比高速鋼、硬質合金、陶瓷以及聚晶立方氮化硼使用壽命都長。它也有不足之處，就一般不適用於黑色金屬材料加工。但高速大批量生產，加工諸如鋁石墨等材料，金剛石往往最有效工具。

    使用金剛石工具時，用戶可以有兩種選擇：一種聚晶金剛石（PCD），另一種較新化學氣相沉積（CVD）金剛石。

    使用性能早經證實

    聚晶金剛石具有天然金剛石硬度、強度抗磨性，但沒有天然金剛石對破損敏感性。它高溫、高壓下，由人造金剛石顆粒聚合而成。工藝過程，形成聚晶顆粒同時被整體粘接到一塊硬質合金基體上，以提高機械強度抗衝擊性能。

    按照GE公司超級磨料部說法，PCD很適用於鋁高速切削，特別適於須達到良好表面粗糙主場合，它加工高耐磨性材料時，也表現出優異性能。通常，PCD推薦用於切削高矽鋁合金，也用於黃銅、紫銅、青銅以及碳化物加工。使用工序包括車、鏜、仿形、切槽、銑孔加工等。

    由於金剛石鐵之間化學作用，一般來說PCD不適用於加工黑色金屬材料。但它能對付雙金屬材料加工，包括鋁鑄鐵組合內。例如：某汽車零件供應商加工鋁鑄鐵雙金屬汽缸體時，使用直徑305mm刀夾式面銑刀，刀尖圓弧2.36mm，帶修光刀，切削速度304.8m/min，進給0.10mm/齒，切深5mm，加工達5000個汽缸體後，刀片才需轉位一次。

    GE公司應用規劃經理認為PCD應用，受到了大批量生產工業界，主要汽車工業日益提高鋁件加工速度推動。與此同時，汽車製造商為了減輕重量降低費用，正就採用金屬基體複合材料進行評估，而這類材料都要用PCD來加工。他說：「這類材料不能用硬質合金刀具加工。」

    聚晶產品生產經理稱，儘管PCD發展成就已給人以十分深刻印象，但GE公司超級磨料部仍持續不斷地工作，以求進一步改善其抗磨性。

    PCD工具應用範圍生產效率方面，都為加工過程帶來諸多好處。儘管金剛石現有材料最硬，其材料特性韌性等問題仍須進一步研究。改善PCD韌性一個因素，加鈷元素使其進入隨機不定向排列金剛石晶粒之間。此外，硬質合金基體對金剛石磨料層也能起機械支承作用，從而增加了抗衝擊能力，並工具製造便於釺焊。

    PCD另一個好處，現有各種牌號系列已能滿足任何有色金屬加工使用需要。一般說來，細顆粒金剛石用於被加工材料耐磨性較低而表面粗糙度要求非常高場合；顆粒金剛石一般作為機械加工通用牌號；粗顆粒金剛石用於粗加工特別抗磨材料，但表面粗糙度要求不高之處。

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