【摘要】随着科技的发展，对于我国社会经济的快速发展起到了非常重要的推动作用。尤其是近些年，国内外相关学者对于金刚石展开了多层次深入研究。深入开展多晶金刚石的成因、来源方面的研究不但具有重要的科学意义，而且具有显著的应用价值。研究表明，金刚石多晶中发育有高密度的晶粒边界，这在有效阻止金刚石单晶中解理的传播的同时，也使其硬度、韧性及耐磨性等比金刚石单晶还大，这也正是多晶金刚石被广泛应用于钻头、切削刀具、拉丝模具及各种耐磨器件等的关键性原因，直接关系到基础工业的发展状况。基于此，本文针对多晶金刚石刀具的现状及发展进行了简单的论述。
【关键词】多晶；金刚石；刀具；现状
天然金刚石多晶既是人们提高合成金刚石多晶品级、优化金刚石合成工艺等的参照系，又是人们研究金刚石形成环境、探讨岩石圈活化等地球深部重大科学问题的有效载体。多晶金刚石是在高温高压下，通过钻等金属结合剂将金刚石微粉烧结而成的多晶体材料，虽硬度稍低于单晶金刚石，但其晶粒呈无序排列，各向同性，无解理面，多晶金刚石刀具具有低的摩擦系数、优异的导热性和低膨胀系数，其硬度是硬质合金的2-4倍，刀具寿命为硬质合金的10倍以上。。
一、多晶金刚石刀具的发展概述
金刚石作为一种超硬工具材料，已经在加工中使用了数百年。在工具开发过程中，刀用工具材料约自1890年至1950年，其所用的典型材料是高速钢；德国在1927年率先研发出硬质合金材料，随之，硬质合金材料便被广泛应用于刀具制造领域。1950年至1959年随着瑞典与美国成功合成出人工合成钻石，超硬材料——钻石开始逐步替代硬质合金材料成为主要的到用工具材料。1970年至1979年，随着采用高压合成技术制备的多晶金刚石成功诞生，人工合成多晶金刚石成了天然钻石的有效替代者，金刚石工具的材料问题得到了有效解决，使得金刚石工具的使用范围从石材、电子和汽车，进一步扩大至航空和航天领域。
二、多晶金刚石刀具特性
金刚石硬度超高的原因是其具有“金刚石结构”，所谓“金刚石结构”是指在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子以四面体结构键合，并且每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，这种结构具有很强的方向性和粘接力。多晶金刚石的是由具有取向不同的细粒金刚石和粘合剂烧结而成，正因为如此，多晶金刚石才具有多向同性的特点，虽然其耐磨性和硬度均不如单晶金刚石，但是其较单晶金刚石更难沿着单一解理面裂开，其同时也具有仅次于单晶金刚石的硬度以及耐磨性。
多晶金刚石工具主要用途在以下两个方面：（1）有色金属材料的加工，有色金属的加工，如果使用普通工具，很容易产生工具磨损容易，加工效率低等缺陷。多晶金刚石工具可以显示出色的处理性能。（2）对于非金属材料的加工，多晶金刚石刀具适用于加工难加工的非金属材料，如石材，硬碳，碳纤维增强塑料CCFRP)和人造板。
三 、多晶金刚石刀具制造工艺
（一）复合片
多晶金刚石复合板是通过将人工合成的金刚石颗粒/粉末与金属粘合剂以一定比例混合并在高温和高压下烧结而制备的。
在烧结过程中，粘接剂熔化，形成以铁、钻、镍等为主要成分的金刚石晶体之间的键合桥，金刚石晶体以嵌入桥的形式嵌入到键合桥的骨架中。对于烧结复合板，仍然需要根据需要进行研磨和抛光以及其他相应的物理和化学处理。
（二）切割工艺
多晶金刚石复合板材硬度高，因此后续切削加工必须采用特殊加工方法，如线切割加工法、电火花加工法、超声波加工法、激光加工法、高压水射流加工法等。在上诉五种加工方法中，电火花加工法效果更好。由于多晶金刚石中存在键合桥，因此在导电工作流体的条件下通过使用脉冲电压将电极金属附近的工作流体形成为放电通道。局部产生放电火花，瞬时高温使多晶金刚石的特定部分熔化并脱落，从而形成各种形状的所需坯料，例如三角形或矩形。
（三）焊接工艺
大多数多晶金刚石复合板和刀体被钎焊，并且多晶金刚石复合板被焊接到硬质合金基板上。焊接方法主要包括激光焊接，真空扩散焊接，真空钎焊，高频感应钎焊等。目前，由于高频感应加热钎焊成本低，它被广泛用于多晶金刚石刀片的焊接。在多晶金刚石复合与硬质合金基体的焊接过程中，对焊接后刀具性能影响较大的因素有：焊接温度、焊剂的选择等。在焊接过程中，控制焊接温度非常重要。另一方面，如果焊接温度太高，则多晶金刚石复合片材容易被氧化并进一步石墨化，导致“过度烧蚀”，这会影响多晶金刚石复合片材和硬质合金基材的可焊性。传统的手工焊接方法生产效率低，产品质量不稳定。现如今，多晶金刚石复合片与硬质合金基体的焊接多采用自动高频焊接工艺，焊接效率高、产品质量一致性好。
（四）刃磨工艺
多晶金刚石复合材料叶片的硬度非常高，因此其去除率极低，约为硬质合金去除率的千分之一甚至万分之一。因此，多晶金刚石工具的锐化过程主要通过使用树脂结合金刚石砂轮或陶瓷结合金刚石砂轮来进行。由于树脂结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂金刚石砂轮的磨料也是金刚石颗粒/粉末，与多晶金刚石刀具相同，因此其磨削规律比较复杂。用于树脂或陶瓷粘结选择的砂轮应根据磨床的类型和加工条件。由于电火花加工技术不受接地工件硬度的影响，因此用电火花磨削技术研磨多晶金刚石具有更好的研磨效果。某些复杂形状的多晶金刚石刀具的磨削，不能采用传统的金刚石砂轮磨削的方式，仅能采用这种适合复杂形状的电火花磨削的工艺具。随着多晶金刚石刀具应用的不断推广，以及电火花磨削技术的发展，电火花磨削技术将成为多晶金刚石刀具磨削的一个趋势。
四、结束语
综上所述，随着时代的发展社会的进步，现阶段多晶金刚石刀具在切削不锈钢材料时，由于不锈钢材质较软，容易发生“粘刀”的现象。同时，如进给量过大，不锈钢的表面粗糙度低，多晶金刚石刀具易磨损，易崩刀；如进给量过小，会产生不锈钢的表面加工硬化，具体的加工参数难以调整。但在实际使用的过程中，如何在不锈钢切削领域使用超硬多晶金刚石刀具，仍需在具体的生产实践中，深入研究。
【参考文献】
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