1、金剛石木工刀具刀刃很容易損壞，當(dāng)?shù)度胁还ぷ鲿r(shí)用橡膠或塑料帽將刀刃保護(hù)起來(lái)，當(dāng)金剛石木工刀具不在機(jī)床上工作的時(shí)候，應(yīng)將金剛石刀具放置在單獨(dú)的刀具包裝盒內(nèi)。

  2、在檢查和安裝時(shí)盡可能用光學(xué)儀器。在檢測(cè)時(shí)用銅墊片或塑料制品放在金剛石刀具和千分尺或高度尺之間，這樣能避免刀刃損壞，提高刀具壽命。

  3、不要在靜止?fàn)顟B(tài)下讓金剛石木工刀具與工件接觸和正在切削時(shí)停機(jī)。

  4、高速可以減小刀刃的壓力；低速則相反，至使于刀具壽命縮短，故宜用于高速切削。

  5、振動(dòng)同樣減小刀具壽命，所以加工要有好的工作環(huán)境。即機(jī)床、工件、夾具和系統(tǒng)剛性要好，切削加工中出現(xiàn)明顯振動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即停車、改進(jìn)后再切削。

  6、人造的超硬材料（CBN和PCD），刀具的壽命一般為硬質(zhì)合金刀具的5~300倍。但這與設(shè)備、加工方法及加工材料的硬度等有關(guān)系，同時(shí)，還要通過(guò)使用，在不斷掌握經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)刀具最長(zhǎng)壽命。

  7、超硬材料是天然金剛石、人造聚晶金剛石（PCD）、化學(xué)氣相沉積金剛石（CVD）、立方氮化硼（PCBN）的總稱。

  8、超硬材料總體硬度很高但內(nèi)部差異很大、建議使用者使用前充分了解各種材料的機(jī)械物理性能，以免不必要的損失和浪費(fèi)。

  9、超硬材料木工刀具既硬又脆，任何沖擊及碰撞都可能造成損壞。

  10、超硬材料與刀體金屬的熱膨脹系數(shù)不同，切削過(guò)程中驟然或斷續(xù)的冷卻會(huì)造成刀片的裂紋導(dǎo)致報(bào)廢。

  11、水基冷卻液可導(dǎo)致CBN材料強(qiáng)度下降應(yīng)引起注意。

  12、不具有專用設(shè)備和專業(yè)技術(shù)請(qǐng)不要試圖修磨超硬材料刀具，普通方法修磨只會(huì)造成刀具的損壞。

  13、裝夾牢固是刀具使用的常識(shí)，這一點(diǎn)對(duì)超硬材料刀具尤其重要。

  PCD復(fù)合金剛石超硬圓鋸片

  應(yīng)用：用于往復(fù)鋸、裁板鋸或電子開料鋸；板式家具開料用，刨花板、中纖板、防火板等。

  特點(diǎn)：日本進(jìn)口鋸板，ELEMENTSIX（元素6）刀頭，鋸板穩(wěn)定性強(qiáng)，金剛石刀頭更能耐磨，可以最大發(fā)揮電子開料鋸生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)。

  優(yōu)勢(shì)：金剛石是目前世界上最硬的刀具材料，比硬質(zhì)合金材料硬50-150倍，木業(yè)加工中，尤其刨花板，貼面板，高中密度板，中纖板，防火板，木地板等含雜質(zhì)及高硬度材料，目前最好的合金鋸片使用半天或者一天都必須拆下磨刀，每天頻繁換刀嚴(yán)重影響生產(chǎn)，鋸片成本也大幅提升，同時(shí)，降低了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。PCD金剛石鋸片具有硬度高，耐磨性能超強(qiáng)，并具有高韌性，高耐熱等特性，其使用壽命是硬質(zhì)合金鋸片的50倍，一張PCD金剛石超硬鋸片勝過(guò)50張進(jìn)口合金鋸片，PCD耐酸性強(qiáng)，刀口不易鈍化，更鋒利，切割質(zhì)量好，減少每天換刀磨刀時(shí)間，減少生產(chǎn)成本，提高加工質(zhì)量及效率。PCD金剛石鋸片是當(dāng)今高精度加工行業(yè)最具競(jìng)爭(zhēng)力的切割工具，是產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展方向。

  PCD復(fù)合金剛石超硬圓鋸片與硬質(zhì)合金經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比表：

  品名 硬度 耐磨度 連續(xù)使用時(shí)間 翻磨次數(shù) 最高使用報(bào)廢時(shí)間 耐用倍數(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

  PCD金剛石 10000HV 50-150倍 300-400小時(shí) 8-10次 4000小時(shí)/片 50-70倍 1片

  硬質(zhì)合金 1200HV 1倍 2-5小時(shí) 12次 40-70小時(shí)/片 1倍 50片

  聚晶金剛石(Polycrystalline Diamond，簡(jiǎn)稱PCD)是20世紀(jì)70年代以來(lái)國(guó)際上開始研究使用的新型超硬材料，它是在高溫1400℃、高壓6GPa下燒結(jié)形成的。

  聚晶金剛石既是工程材料，又是新型的功能性材料；既是高新技術(shù)產(chǎn)品，又是高效益的產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，聚晶金剛石以其優(yōu)良的力、熱、化學(xué)、聲、光、電等性能，在現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防和高新技術(shù)等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。

  聚晶金剛石刀具已成為現(xiàn)代切削加工中不可缺少的必要手段。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

  (1) 高速切削、高穩(wěn)定性加工

  (2) 超精密鏡面加工

  (3) 干式切削、清潔化加工

  性能介紹

  (1) 高的硬度和耐磨性

  聚晶金剛石的硬度高達(dá)10000HV左右，是目前世界上人造物質(zhì)中最硬的材料，比硬質(zhì)合金及工程陶瓷的硬度高得多，由于聚晶金剛石硬度極高，并且各向同性，因而具有極佳的耐磨性。

  (2) 摩擦系數(shù)低

  聚晶金剛石與一些有色金屬的摩擦系數(shù)比其它材料都低，約為硬質(zhì)合金的1/2左右。低的摩擦系數(shù)不僅使變形和切削力降低，而且使切削時(shí)不產(chǎn)生積屑瘤，因而降低了加工表面粗糙度。

  (3) 導(dǎo)熱率高

  聚晶金剛石的導(dǎo)熱率很高，比銀、銅還要好，比一般硬質(zhì)合金高得多，因此在切削過(guò)程中切削熱容易散出，故切削溫度較低。

  (4) 加工精度高

  由于聚晶金剛石刀具具有較低的熱膨脹系數(shù)和很高的彈性模量，因而在切削過(guò)程中刀具不易變形，在切削力的作用下刀具能保持其原始參數(shù)，長(zhǎng)期保持鋒利，切削精度高。所以使用PCD刀具進(jìn)行加工時(shí)，可以減小切削力和降低切削溫度，提高刀具耐用度和切削率，獲得良好的加工表面。

  主要問(wèn)題：PCD材料的高硬度和高耐磨性造成成型和表面光整加工非常困難，嚴(yán)重妨礙了它的推廣應(yīng)用。

  常用加工方法：電火花加工、激光加工、化學(xué)加工、超聲加工。

  理想加工方法：磨削或研磨加工。

  加工工藝介紹

  磨削加工

  鑒于聚晶金剛石的高硬度和耐磨性，其磨削加工主要有金剛石砂輪磨削、放電磨削和電解磨削等方式，其中最簡(jiǎn)單、有效的磨削加工方式是金剛石砂輪磨削。在實(shí)際加工過(guò)程中，也可根據(jù)需求采用不同磨削方式組合加工。

  (1) 金剛石砂輪磨削

  金剛石砂輪磨削加工聚晶金剛石時(shí)，在砂輪和工件之間的接觸壓力和磨削力較大，要求磨削加工系統(tǒng)具有足夠的剛度和高精度。近年來(lái)，許多國(guó)家都在研制和發(fā)展磨削加工聚晶金剛石(也包括聚晶立方氮化硼)的專用磨床和砂輪。如日本大研制的CPG系列高剛度金剛石工具精密磨床和CP系列高效專用金剛石砂輪

  (2) 聚晶金剛石的ELID鏡面磨削

  在線電解修整砂輪(ELID)精密鏡面磨削技術(shù)是日本理化學(xué)研究所大森整博士八十年代末期開發(fā)的超精密加工新技術(shù)。其基本原理是在磨削過(guò)程中，利用非線性電解修整作用和金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪表層氧化物絕緣層對(duì)電解抑制作用的動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)砂輪進(jìn)行連續(xù)修銳修整，使砂輪磨粒獲得恒定的突出量，從而使砂輪始終以最佳磨削狀態(tài)連續(xù)進(jìn)行加工，它適用于硬脆材料的精密鏡面磨削。

  用金屬結(jié)合劑的金剛石砂輪和ELID精密鏡面磨削技術(shù)加工聚晶金剛石可以得到很好的效果，是一種聚晶金剛石精密加工的新途徑，具有很大的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。

  (3) 電火花磨削

  電火花加工過(guò)程中脈沖發(fā)生器的特性非常重要，特別是加工PCD材料，PCD具有一定的導(dǎo)電率、好的導(dǎo)熱率和很高的熔點(diǎn)，因此傳統(tǒng)的電火花加工聚晶金剛石非常困難。

  電火花磨削PCD的蝕除機(jī)理包括:金剛石的氣化、金剛石的氧化、金剛石向石墨和非晶碳的轉(zhuǎn)化、電火花放電產(chǎn)生的拋出力作用、熱應(yīng)力在金剛石表面產(chǎn)生微裂紋以及金剛石晶粒的斷裂破碎等。其中金剛石的石墨化在電火花拋光金剛石膜的過(guò)程中起關(guān)鍵作用，不僅起導(dǎo)電作用，維持放電通道的存在，使金剛石膜凸出尖峰頂部得以氣化，而且金剛石的石墨化—氧化過(guò)程不斷地進(jìn)行，從而將金剛石蝕除。

  電火花加工和電火花磨削加工聚晶金剛石是高效低成本的加工方法，但是，它們不能有效地加工大面積的聚晶金剛石。

  研磨加工

  聚晶金剛石常用的研磨加工主要有三種方法：一種是使用樹脂結(jié)合劑細(xì)粒度的金剛石砂輪進(jìn)行精密研磨；另一種是使用淬火的高硬度鋼盤(或瑪瑙盤)，并且不加任何磨料直接進(jìn)行研磨加工；還有一種是使用高速旋轉(zhuǎn)的鑄鐵盤，輔之以金剛石微粉進(jìn)行研磨加工。研磨加工可作為聚晶金剛石的精拋工藝，是制造聚晶金剛石工具的重要一環(huán)。

  (1) 聚晶金剛石的金剛石砂輪研磨加工

  金剛石砂輪研磨加工聚晶金剛石與砂輪磨削加工類似，只是選擇砂輪的型號(hào)不同，研磨一般選用濃度為50%- 70%，粒度為W40- W7的樹脂結(jié)合劑的砂輪。采用金剛石砂輪研磨加工聚晶金剛石時(shí)，由于砂輪中金剛石磨粒對(duì)PCD材料的研磨實(shí)質(zhì)上是兩種硬度、性質(zhì)相近的物體之間相互作用的過(guò)程，與傳統(tǒng)的研磨過(guò)程具有本質(zhì)的區(qū)別，所以PCD研磨機(jī)理、研磨工藝具有自身的特點(diǎn)。

  (2) 聚晶金剛石的高速鋼盤研磨加工

  高速鋼盤研磨加工聚晶金剛石，其基本原理是PCD工件在一定的壓力下與高速旋轉(zhuǎn)的高速鋼盤之間發(fā)生摩擦，產(chǎn)生摩擦熱，使滑動(dòng)界面的溫度升高，滑動(dòng)界面(研磨面)上產(chǎn)生的高溫，有利于PCD中滑動(dòng)界面的金剛石晶粒產(chǎn)生氧化、石墨化、擴(kuò)散、粘結(jié)以及熱應(yīng)力破碎等，從而達(dá)到研磨的目的。

  由金剛石的化學(xué)性質(zhì)可知，一些金屬元素能與其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，促使其解體。如果研磨盤本身材料中含有上述金屬元素成分，會(huì)促使研磨滑動(dòng)界面的金剛石產(chǎn)生擴(kuò)散、粘結(jié)、熱蝕等作用，有助于提高研磨加工的效率。但研磨滑動(dòng)界面的溫度不宜過(guò)高，否則會(huì)影響研磨加工表面質(zhì)量。

  (3) 聚晶金剛石的磨料研磨加工

  聚晶金剛石的磨料研磨加工是傳統(tǒng)的加工方法之一，在磨料研磨加工過(guò)程中，晶粒的解理性脆斷是研磨PCD過(guò)程中主要的去除方式之一；鋒利的磨粒以很高的速度和適當(dāng)?shù)膲毫澾^(guò)PCD，在金剛石晶粒表面產(chǎn)生大量的損傷性劃痕，這些劃痕可以分為塑性劃痕和脆性劃痕，這種方式也是PCD材料重要的機(jī)械去除方式。除此以外還有石墨化去除、熱蝕去除、擴(kuò)散去除、氧化去除等多種熱化學(xué)去除方式，但熱化學(xué)去除方式在研磨PCD材料去除中不占主要地位。磨料研磨加工精度較高，但效率極低。但當(dāng)輔助以超聲進(jìn)行研磨時(shí)，效率會(huì)大大提高。

  其他加工方法

  (1) 電火花線切割

  電火花線切割機(jī)

  電火花線切割加工通過(guò)電極絲與工件之間局部區(qū)域的脈沖放電來(lái)實(shí)現(xiàn)工件材料的切割加工，它是PCD切割加工常用的方法之一。電火花線切割聚晶金剛石大多用來(lái)制作機(jī)加工刀具、地質(zhì)鉆頭以及拉絲磨具，這些工件模具形狀復(fù)雜、多變，用電火花線切割機(jī)床進(jìn)行成形加工是目前經(jīng)濟(jì)可行的良好途徑。

  (2) 激光加工

  激光加工聚晶金剛石的機(jī)理是：一束能量密度極高的激光束照射到聚晶金剛石表面上，部分光能即被表面吸收并轉(zhuǎn)化成熱能，照射斑點(diǎn)的局部區(qū)域溫度迅速上升到上萬(wàn)度，使聚晶金剛石材料局部熔化甚至汽化并形成陷坑。與此同時(shí)也開始了熱擴(kuò)散，結(jié)果斑點(diǎn)周圍材料也熔化。隨著激光能量的繼續(xù)吸收，陷坑中蒸汽膨脹，壓力加大，熔融物以爆炸形式被高速噴射出來(lái)，噴射所產(chǎn)生的反沖壓力又在工件內(nèi)部形成一個(gè)方向很強(qiáng)的沖擊波。這樣聚晶金剛石就在高溫熔融汽化和沖擊波的作用下蝕除部分物質(zhì)，形成激光蝕坑。

  激光加工屬非接觸加工，在PCD材料加工中具有優(yōu)異的特點(diǎn)，可加工高純度的PCD材料(如多晶金剛石膜)，加工變形及熱變形均很小，而且激光加工速度快、效率高，是一種較為有效的加工方法。特別是在微孔加工和不導(dǎo)電的超硬材料加工方面更顯示出其優(yōu)越性。但還存在尺寸精度和重復(fù)精度難以控制，以及加工表面有微石墨化現(xiàn)象等問(wèn)題，還需精修。目前只能用于粗加工或半精加工。激光加工材料時(shí)起決定作用的激光參數(shù)是脈沖寬度、最大脈沖功率及平均脈沖功率。

  (3) 化學(xué)加工

  聚晶金剛石的化學(xué)加工是根據(jù)金剛石可溶于熔融的鉀硝石、鈉硝石和磷酸鈉這一特性，采用熔融硝鹽對(duì)聚晶金剛石進(jìn)行溶解，鑒于表面自由能分布狀態(tài)及自由焓降低原理，可使聚晶金剛石表面逐漸由粗糙變光滑。同時(shí)由于氧化反應(yīng)可在金剛石表面生成一種氧化膜，可通過(guò)研磨去除，再繼續(xù)溶解。

  (4) 超聲加工

  聚晶金剛石的超聲波加工是采用金剛石微粉(1-50um)作游離磨粒進(jìn)行加工，影響超聲波加工PCD材料的因素主要有振動(dòng)頻率、振幅、金剛石微粉尺寸、PCD材質(zhì)、單位壓力、加工面積等。目前聚晶金剛石超聲加工包括超聲磨削和超聲研磨加工等方式，多用于PCD內(nèi)孔和PCD拉絲模具、噴砂模具的加工。超聲磨削法的核心部件是軸向一面做超聲振動(dòng)，一面作高速回轉(zhuǎn)的超聲磨削裝置。

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