淺談：哪些因素影響金剛石涂層刀具切削性能？

　　刀具磨損是切削加工中的遇到的重要問題之一，其產(chǎn)生原因是刀具在切削加工過程中與工具接觸面的表面負(fù)荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而產(chǎn)生的能量和摩擦，轉(zhuǎn)化為熱量，其中20%的熱量會傳導(dǎo)至刀具中，這是刀具磨損的根本原因。刀具磨損會嚴(yán)重削弱刀具的切削性能，為防止刀具磨損，通常采用涂層技術(shù)為刀具涂覆一層金屬/非金屬薄膜，降低刀具與工具接觸面的摩擦系數(shù)，提升刀具的切削性能。CVD金剛石涂層具有高硬度、高耐磨性以及抗粘結(jié)性等優(yōu)點，能夠有效提升刀具切削性能，減少刀具磨損。但是，金剛石涂層刀具也存在著涂層剝落的問題，有可能導(dǎo)致刀具磨損加劇，切削性能變差。那么，哪些因素影響金剛石涂層刀具切削性能呢？小編為大家分享一下相關(guān)知識吧。

　　一、基體表面脫鈷處理對刀具切削性能的影響

　　硬質(zhì)合金基體中含有粘結(jié)相鈷，在CVD金剛石涂層工藝條件下，鈷會向基體表面擴散,鈷在基體表面的存在，對金剛石成核和生長過程中起到抑制作用。而且碳在鈷中有較大的固溶度和擴散系數(shù)，在金剛石沉積的長時間熱處理過程中，鈷粘結(jié)相熔解金剛石涂層。因此常采用化學(xué)溶液對硬質(zhì)合金基體表面進行脫鈷處理，以消除粘結(jié)相鈷的不利影響，提高金剛石涂層基體的結(jié)合強度。

　　但脫鈷時間對金剛石成核和生長過程有影響，從而對金剛石膜厚、晶粒度等有著顯著影響。脫鈷時間過長，金剛石涂層厚度明顯增加，粘附強度變差，且因脫鈷深度過大，脫鈷層組織疏松導(dǎo)致基體強度和韌性顯著降低。

　　此外，金剛石晶粒粗大，涂層表面粗糙。因此，脫鈷時間存在上佳值。通過對CVD45、CVD48、CVD47刀具測試比較(脫鈷時間分別為15min、10min、5min，其它條件相同)表明，對于硬質(zhì)合金基體的金剛石涂層刀具，脫鈷時間為5min時，對應(yīng)的金剛石涂層粘附強度至強，其切削性能至佳。

　　二、基體材料對刀具切削性能的影響

　　相同涂層工藝條件下，基體為VG3硬質(zhì)合金的CVD-63金剛石涂層刀具切削性能較基體為YG6硬質(zhì)合金的CVD-47金剛石涂層刀具更佳。表現(xiàn)為切削過程平穩(wěn)，切削溫度低，工件表面粗糙度小，刀具使用壽命長。

　　硬質(zhì)合金基體表面進行脫鈷處理后，有利于金剛石的成核，但同時基體強度明顯降低，且表層與基體深層的鈷濃度差，會使深層鈷在金剛石涂層加熱過程和切削熱的作用下向表層擴散。與金剛石碳元素反應(yīng)及促使金剛石向石墨轉(zhuǎn)變，削弱刀刃強度，加速刀具磨損。

　　因脫鈷后表面與基體深層的濃度差小，金剛石涂層的質(zhì)量較好。金剛石涂層均勻，金剛石顆粒晶形完整細小，金剛石膜在基體表面有釘扎結(jié)合。因此，金剛石涂層基體結(jié)合牢固。

　　三、金剛石涂層厚度對刀具切削性能的影響

　　膜基結(jié)合強度對于刀具切削性能有著深刻的影響，結(jié)合強度越高，涂層能夠更好地保護刀具表面，減少與工具的接觸摩擦，反之則加大摩擦，容易出現(xiàn)涂層剝落的情況。

　　金剛石涂層厚度對膜基體的結(jié)合強度有著決定性的影響，隨著金剛石膜的增厚，由于膜的內(nèi)部應(yīng)力增大，結(jié)合強度會下降。因此金剛石涂層厚度越薄越好。

　　四、金剛石涂層表面粗糙度對刀具切削性能的影響

　　金剛石膜表面粗糙度也是導(dǎo)致金剛石膜早期剝落、開裂的主要原因之一。 金剛石涂層表面越粗糙，刀具與工件接觸區(qū)域摩擦阻力越大，切削溫度越高，甚至產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，金剛石膜及膜基體間強度降低，而導(dǎo)致金剛石膜越早剝落。因此，控制金剛石顆粒尺寸及對金剛石涂層進行拋光，以降低表面粗糙度，將有效改善刀具與工件間的摩擦狀況，延長刀具壽命。

　　以上就是哪些因素影響金剛石涂層刀具切削性能的大致內(nèi)容介紹。通過上文可知，在實際制備金剛石涂層刀具時，我們要把控相關(guān)要素，盡量提升刀具的切削性能，減小不利因素對刀具切削性能的干擾。洛陽奧爾材料科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)各類涂層產(chǎn)品，在涂層加工方面有著豐富的經(jīng)驗，并且專業(yè)生產(chǎn)各種刀具涂層，掌握先進的刀具涂層技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，性能穩(wěn)定，歡迎有需要的客戶致電咨詢。