金剛石刀具的限制:
重磨和重涂層的金剛石涂層刀具質(zhì)量難以保證由于刀具表面生成的涂層為純金剛石,因此用金剛石磨輪對刀具進行重磨需要耗費很長時間。
此外,為使金剛石生長而采用的刀具。制備工藝會改變刀具表面的化學特性,由于涂層時要求對這種化學特性進行非常準確的控制,因此刀具重新涂層的效果難以得到保證。
金剛石通過不同的金屬鍍覆,再經(jīng)X射線衍射研究分析表明:金剛石表面形成各種不同的碳化物,而產(chǎn)生新的化學鍵合,提高了金剛石把持力,金剛石顆粒與胎體金屬形成“化學/冶金結(jié)合”,增加金剛石與胎體之間結(jié)合強度,并能抵抗對金剛石的氧化與石墨化,提高金剛石工具的使用壽命,完善了金剛石工具使用性能。
不能用金剛石刀具加工淬硬鋼:
金剛石由碳原子構(gòu)成。某些材料受熱時,會從金剛石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。鐵就是此類材料之一。用金剛石刀具加工鐵族材料時,摩擦產(chǎn)生的熱量會使金剛石中的碳原子擴散到鐵中,從而造成金剛石涂層因化學磨損而提前失效。
磨具在使用過程中,當磨粒磨鈍時,由于磨粒自身部分碎裂或結(jié)合劑斷裂,磨粒從磨具上局部或完全脫落,而磨具工作面上的磨料不斷出現(xiàn)新的切削刃口,或不斷露出新的鋒利磨粒,使磨具在一定時間內(nèi)能保持切削性能。
沉積金剛石薄膜的機理至今尚無定論
磨料磨具中低溫低壓下CVD法沉積金剛石薄膜的機理至今尚無定論,仍是今后的研究方向之一。晶體的形成分為兩個階段,早階段稱為晶體成核階段,第二階段晶體生長階段。早階段含碳的氣源在合適的工藝參數(shù)下,在沉積基體上形成一定數(shù)量的孤立的金剛石晶核;第二階段,金剛石晶核不斷長大,并連成一片,覆蓋整個基體的表面,電鍍金剛石工具量身定制,再沿垂直方向生長,形成一定厚度的金剛石膜。
在早階段主要目的是盡快的在基體表面上形成金剛石晶核,并能有效的控制金剛石的密度,要大限度的提高金剛石的形核密度;在第二階段主要目的是讓已形核的金剛石長大,并能有效的控制金剛石膜的生長速度和質(zhì)量。
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