超硬材料网

　　超硬材料由于性能优越，应用不断地在扩大，已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域。
　　天然单晶金刚石，由于具有各向异性，因此各晶面的硬度相差甚大，在刀具刃磨时，择其软的一面作为研磨面，而将其硬的面作为前刀面或后刀面，这给研磨带来了有利的条件，因其各向异性，所以在使用中，必须考虑到晶面的合理选择，例如，硬度计的压砧，在使用中，利用压入或弹跳来衡量被测材料的硬度，但由于工作面的硬度不同，结果也各异，当然采用硬的面，有利于延长寿命，又如天然金刚石制造的拔丝模，由于孔的工作面由各晶面构成，因此硬度不一致，磨损便不均匀，同时会给线材的圆截面造成应力差异，硬度不匀，而影响使用，金刚石烧结体和厚膜金刚石，由于各向同性，在这类产品上运用就变得非常有利。
　　PCD、PCBN,因其晶粒不同，浓度不同，性能也就不同，必须合理选择。
　　厚膜金刚石是纯金刚石，其硬度接近天然金刚石，而PCD、PCDN是金刚石粉与结合剂混合在一起烧结而成，因此硬度受到结合剂的影响，其硬度不如前者。
　　众所周知，金刚石与铁系有亲和力，只能用在有色金属和非金属材料上，而CBN即使在1000℃的高温下，切削黑色金属也完全能胜任。已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。这两种材料的同时存在，起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工，对整个切削加工领域极为有利。
　　金刚石切削工具的高精度刃磨需要高超的技艺，为了获得更高精度的切削刃口圆弧半径，特别是精度小于0.05um以下的，对研磨机提出了相当严格的要求，必须有极高回转精度的主轴轴系，老式研磨机已不适应，更多的开始采用空气轴承作为支承，研磨盘必须能在机床上加以修平，使其端面跳动控制在0.5um以下。PCD和PCBN的刃磨相对而言比较容易，因为硬度相对比较低，用金刚石砂轮就能胜任，而厚膜金刚石则不同，其硬度接近天然金刚石，并且是各向同性的，所以刃磨比较困难。
　　近来，金刚石切削工具的刃磨已引起人们的关切，新的刃磨方案相继提出，其中热化学方法介绍颇多，如日本东京工业大学吉川昌范教授用加热到800℃的铸铁盘来实施。在加速研磨的设想方面认为，研磨工作量的70%在粗研，所以可以用热化学方法先去除大部分的留量，然后再精研，可大幅度提高金刚石刃磨的工效。
　　3 金刚石及超硬材料应用中的注意事项
　　天然单晶金刚石
　　在当前的超精密加工中，天然单晶金刚石的切削工具已是必不可少。它可获得极为锋利的切削刃，其刃口圆弧半径可以达到连扫描电子显微镜(SEM)也无法检测的程度。据日本大阪大学井川直哉教授介绍，最小可达2～4nm,这是当前的最高水平，是通过切削获得的厚为1nm的切屑推算出来的。1986年日本专门成立了一个金刚石刀尖评价委员会，来解决刀尖的测量问题，直至今天仍然没有很好解决，只是从0.05um提高到2～4nm。1992年东芝机械的浅井昭一也曾提出过利用扫描隧道显微镜(STM)或原子力显微镜(AFM)进行检测的建议，但是并没有再报道过，我国华中理工大学精仪系在1996年报道了用AFM取得了进展，这是可喜的成就。