超硬刀具材料进展论文 一、超硬刀具材料进展概况 超硬刀具材料是指天然金刚石及硬度、性能与之相近的人造金刚石和 CBN(立方氮化硼)。由于天然金刚石价格比较昂贵，所以生产上大多采纳人造聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)以及它们的复合材料。 早在 20 世纪 50 年代，美国就利用人造金刚石微粉和 CBN微粉在高温、高压、触媒和结合剂的作用下烧结成尺寸较大的聚晶块作为刀具材料。之后，南非戴比尔斯(DeBeem)公司、前苏联和日本也相继研制成功。20 世纪 70 年代初又推出了金刚石或 CBN 和硬质合金的复合片，它们是在硬质合金基体上烧结或压制一层0.5mm～1mm 的 PCD 或 PCBN 而成，从而解决了超硬刀具材料抗弯强度低、镶焊困难等问题，使超硬刀具的应用进入有用阶段。 我国超硬刀具材料的讨论与应用开始于上个世纪 70 年代，并于 1970 年在贵阳建造了我国第一座超硬材料及制品的专业生产厂第六砂轮厂，从 1970—1990 年整整 20 年中，超硬材料年产量从仅46 万克拉增至 3500 万克拉。上个世纪 90 年代前后，不少超硬材料生产专业厂从国外引进成套的超硬材料合成设备及技术，使产量得以迅速提高，至 1997 年，我国人造金刚石年产量就已达到 5 亿克拉左右，CBN 年产量达 800 万克拉，跃居世界超硬材料生产大国之首。 金 刚 石 具 有 极 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 ， 其 显 微 硬 度 可 达10000HV，是刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率高，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量好，能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材(尤其是实心木和胶合板等复合材料)。 金刚石的缺点是韧性差，热稳定性低。700 一 800℃时容易碳化，故不适于加工钢铁材料。因为在高温下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构。此外，用它切削镍基合金时，同样也会迅速磨损。 二、超硬刀具的主要品种及应用 目前，在世界上已经应用或正在试验中的超硬刀具材料的主要品种有以下几种。 1.天然和人工合成大单晶金刚石 单晶金刚石有天然金刚石(ND)和人工合成金刚石两种。单晶金刚石用于制作切削刀具必须是大颗粒的(质量大于 0.1g，最小径长不得小于 3mm)。ND 是目前已知矿物中最硬的物质，其显微硬度可达 10000HV，耐...
