木材金刚石切削刀具的性能评价

前言木材加工领域内，被削材的难削化、加工线的自动化急速地进展，强烈希望切削工具的长寿命化。现在，超硬质合金工具已广泛使用，最近烧结的金刚石工具作为长寿命工具的地位正在确立中。烧结金刚石由于是金刚石粒子与结合剂一起在高温高压下成型制造的，所以有极高的硬度。可是，现状是存在着成型加工的困难性、工具形状及尺寸的制约，高价格等，还有多数的技术课题。近年，（日本）科学技术厅无机材质研究所的小组开发了化学气相合成法（ＣＶＤ法）的在各种金属基板上作金刚石薄膜的合成技术１）。该方法相对子原来的高温高压合成法，有…     

实用钻石知识讲座（四）与金刚石有关的组织机构

实用钻石知识讲座（四）与金刚石有关的组织机构郑一星胡思颐一、戴比尔斯（ＤｅＢｅｅｒｓ）戴比尔斯是世界上规模最大的金刚石公司，已有一百多年的历史，它的业务范围涉及金刚石行业的各个领域，在金刚石界有着举足轻重的作用，故金刚石界的业内人士有必要对戴比尔斯有...     

CVD金刚石切削工具

阐述金刚石切削工具在机加工中的重要作用和CVD金刚石的优异性能以及CVD金刚石切削工具的形式。对CVD金刚石薄膜切削工具和CVD金刚石厚膜切削工具的特点和应用范围进行了分析对比，并指出存在问题和发展前景。     

金刚石钎焊（上）

金刚石磨料主要靠机械夹持力把持在金属（烧结或电镀）胎体中。由于这一弱点,在切割过程中,金刚石不可避免地会从胎体中脱落或掉出。此外,金刚石突出高度较低,故金刚石工具的切割速度受到限制。而且,金属胎体和工作对象（被切割岩石）相互磨擦,将会导致金刚石和其它材料的热损伤,而且工作的功率消耗将增加。金刚石采用钎焊的办法牢固地把持在金属胎体中,可形成强力的化学结合,金刚石磨料的突出高度将成倍提高,而不会从胎体中脱落或碎裂。因此,金刚石工具的切割速度将会成倍提高。当钎焊料熔融时,碳化物形成物将向金刚石方向迁移而在界面上形成碳化物。这种反应可能过分而使金刚石质量明显下降。此时,可能需要对金刚石进行镀覆以便缓和与控制这种反应。当金刚石钎焊在基体的表面时,熔化趋向于将金刚石聚集在一起,可促使钎焊层局部加厚。这种金刚石晶粒的成簇聚集将降低金刚石工具的切割效率。一种金刚石矩阵有序排列设计（grid）是必要的,它可保持钎焊层具有均匀的厚度。因此钎焊合金可控熔融,可使每一粒金刚石晶体周围形成较缓的坡度。这种整体均匀焊层的支承可使金刚石工具高速有效切割,而功率消耗较低。     

金刚石钎焊（下）

金刚石磨料主要靠机械夹持力把持在金属（烧结或电镀）胎体中。由于这一弱点,在切割过程中,金刚石不可避免地会从胎体中脱落或掉出。此外,金刚石突出高度较低,故金刚石工具的切割速度受到限制。而且,金属胎体和工作对象（被切割岩石）相互磨擦,将会导致金刚石和其它材料的热损伤,而且工作的功率消耗将增加。金刚石采用钎焊的办法牢固地把持在金属胎体中,可形成强力的化学结合,金刚石磨料的突出高度将成倍提高,而不会从胎体中脱落或碎裂。因此,金刚石工具的切割速度将会成倍提高。当钎焊料熔融时,碳化物形成物将向金刚石方向迁移而在界面上形成碳化物。这种反应可能过分而使金刚石质量明显下降。此时,可能需要对金刚石进行镀覆以便缓和与控制这种反应。当金刚石钎焊在基体的表面时,熔化趋向于将金刚石聚集在一起,可促使钎焊层局部加厚。这种金刚石晶粒的成簇聚集将降低金刚石工具的切割效率。一种金刚石矩阵有序排列设计（grid）是必要的,它可保持钎焊层具有均匀的厚度。因此钎焊合金可控熔融,可使每一粒金刚石晶体周围形成较缓的坡度。这种整体均匀焊层的支承可使金刚石工具高速有效切割,而功率消耗较低。     

硅材料及其加工用金刚石工具的发展综述

电子信息产业的基础产业是集成电路（IC）产业,目前95%以上半导体器件和99%以上的集成电路（IC）是用硅材料制作的。随着我国半导体工业集成电路（IC）业的快速发展,硅材料加工用金刚石工具具有非常大的市场。文章从硅材料及其用金刚石工具与加工技术的发展现状与趋势进行了简要综述。指出了硅材料生产及其加工在半导体与集成电路生产中具有的重大作用与地位。     

组建“中国金刚石工业协会”势在必行

经过40多年,特别是改革开放30年的发展,中国金刚石及其制品的科研、生产和应用已经形成一个较为完整的工业体系。金刚石及其制品（或工具）在国民经济建设中的地位与作用日显重要,超硬材料作为中国机床工具工业协会旗下的一个分会的局限性与弊端已经显现。从中国金刚石材料工业的又好又快的科学发展的大局出发,我们认为组建“中国金刚石工业协会”的条件已经具备,时机已经成熟。     

孕镶工具中金刚石的失效和对策评述

金刚石颗粒是孕镶金刚石工具中能对工件起切削作用的唯一元件，如何使它们能得到充分的利用是工具设计制造者最关心的问题。在目前的胎体的机械包镶条件下，金刚石只有五分之一的高度是有用的，如何最大限度地挽回这一损失，是工具制造者最为关注的问题。     

碳化硅——一种新的金刚石工具工业用镀覆材料

文章对一种新的碳化硅镀覆金刚石的特性及其应用进行了讨论。研制的镀覆技术对化学侵蚀提供了良好的保护，同时不影响与降低金刚石在工具上的把持性能。这使得工具制造商在使用不太贵的、而化学上侵蚀性较大的胎体材料时能有效地节省费用。同时还发现，碳化硅镀覆的金刚石能很好地适用于高温下金刚石工具的制造，实验数据表明，用碳化硅镀覆的金刚石工具能改善不同使用条件下的工具性能与寿命。最后，该研究还确定了这种新的镀覆技术给工具制造商提供最大效益的应用范围。     

技术创新在金刚石制品业中的重大作用(下)

通过对国内外近两年来金刚石工具工业技术创新的发展与作用的考察与分析,作者认为必须重视金刚石的镀覆和预合金粉末的应用、容积式冷压机与各种烧结工艺与设备的开发,加快激光焊接锯片,金刚石绳锯与金刚石表面金属化及单层金刚石高温钎焊的开发与应用,重视半导体工业中金刚石工具的应用,特别是CMP的研制与生产。     

技术创新在金刚石制品业中的重大作用(上)

通过对国内外近两年来金刚石工具工业技术创新的发展与作用的考察与分析,作者认为必须重视金刚石的镀覆和预合金粉末的应用,容积式冷压机与各种烧结工艺与设备的开发,加快激光焊接锯片,金刚石绳锯与金刚石表面金属化及单层金刚石高温钎焊的开发与应用,重视半导体工业中金刚石工具的应用,特别是CMP的研制与生产。     

钎焊单层金刚石工具的研究现状评述

在电镀和烧结金刚石工具广泛应用的今天，钎焊单层金刚石磨具以其独特的优势受到国内外研究者的重视，一些产品已经面世。文章从加热方式和钎料两个方面介绍了当前国内外钎焊单层金刚石工具的研究成果，分析存在的问题，在此基础上指出了钎焊单层金刚石工具的工艺发展方向。     

不同晶形粗颗粒（0．8mm）金刚石单晶的高温高压合成

优质粗颗粒金刚石单晶（尺寸达0．8mm）在制备金刚石工具方面具有重要的应用,其合成条件相对于普通工业金刚石单晶更为苛刻。文章介绍了在具有高精密化控制系统的国产SPD6×1670T型六面顶压机上进行优质粗颗粒金刚石单晶的合成研究。通过采用先进的旁热式组装和粉末触媒技术,并优化了合成工艺,在高温高压条件下（5．4GPa,1300℃～1435℃）成功合成出尺寸为0．8mm（20目）三种不同晶形的粗颗粒金刚石单晶。     

钎焊金刚石取孔钻的制备及其钻削性能研究

由于金刚石与钎料合金之间高的结合强度以及高的金刚石出刃,钎焊金刚石工具比电镀和烧结金刚石工具拥有更优异的加工性能。使用钎焊法分别制备了单层和多层金刚石取孔钻,通过对硅酸盐玻璃的钻孔实验,对比了单层金刚石取孔钻和多层金刚石取孔钻的使用寿命及加工效率。结果表明：钎焊多层金刚石取孔钻的寿命是单层取孔钻的3倍,但其加工效率比单层取孔钻略低。通过扫描电镜（SEM）对两种取孔钻失效后的表面微观形貌进行观察,发现金刚石与钎料之间具有很高的结合强度,钎焊多层金刚石取孔钻在加工过程中能够实现金刚石的连续出刃。     

当前金刚石工具制作中的几个热点技术

在金刚石工具制作中，为达到胎体对金刚石的化学键接（包镶），采用了各种使金刚石表面金属化的技术。从试验观察来看，国内的金刚石表面预金属化技术还达不到这一目的。高温钎焊即使可实现化学键接，但目前因其难以实现工作层中金属石的新老奖学金替，还不适用于制作孕镶工具。激光焊是把孕镶刀头与钢基体联结起来的最佳技术。对于焊接设备中的核心部伯-激光发生器的性能，最为重要和需关注的应是光斑功率密度（要达到10^6W/cm^2)以及工作气体的耗量和运动部件的寿命。粉末制粒是实现容积式计量的基础，但只有制粒产品有好的圆度和粒径一致性时才能取得预想的效果。     

日本金刚石工具出口已超金融危机前水平

据日本经济产业省贸易省09年12月下旬公布最新统计资料,截止到2009年10月底,日本各类金刚石工具累计国内生产金额严重下滑,大多数品种普遍比上年同期下降40％以上（金刚石切削工具下降幅度最大,达58．7％）,下滑最少品种（金刚石密盘、磨片）下降幅度也达到了29．5％,虽然11、12月份统计数据尚未公布,但2009年全年日本金刚石工具国内生产额严重下滑已成定局。     

提高胎体耐磨性技术

通过对金刚石薄壁钻头大量模拟试验数据进行分析对比，并对胎体耐磨性理论的论述，阐明了加入细粒度金刚石可以有效地提高金刚石工具胎体的耐磨性，从而提高其使用寿命，而工作效率不受影响甚至有所提高。     

金刚石涂层工具产品未来将占有更多的市场份额

金刚石是自然界最硬的材料,摩擦系数很小,导热性很好,是用于制作切削工具的最佳材料,但金刚石很脆,因此普通的金刚石工具只能用于精加工,而不能用于粗加工。金刚石单晶工具和金刚石聚晶工具虽然凭借其使用寿命和加工质量的优势在国内外市场销售多年,因其价格昂贵,抗冲击性差,应用范围小,导致所占市场份额较小。     

金刚石产业链投资分析报告

产业链简介：金刚石产业链自上而下分别为石墨、单晶、微粉、聚晶复合片、金刚石制品。目前，我国50％左右的单晶用于生产锯切工具。根据聚晶制品应用领域的不同，聚晶复合片又分为：石油开采用、矿山开采用、刀具用、拉丝模坯。金刚石制品分为单晶制品（磨具、锯切工具）、聚晶制品（地质钻头、刀具、拉丝模）。     

单晶金刚石刀具材料

单晶金刚石与PCD（或PCD/CC）以及PCD（或PCD/CC）与CVD金刚石之间能很好地相互补充,也存在着一些相互交叉的应用领域。