当前位置： 石墨 >> 石墨介绍 >> 石墨加工如何选刀华菱超硬PCD金刚石刀具
石墨是碳元素的结晶矿物之一，其具有耐高温、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性能等特有的物理化学性能，广泛应用于冶金、机械、电子、电池、金刚石超硬材料、核工业、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。虽然石墨备受行业青睐，但其机械性能差、较脆、机加工困难以及成本较高等问题困扰了许许多多的厂家，华菱超硬为降低这些影响，从满足客户批量生产的角度出发研制出的：CDW、CDW、CDW三种材质PCD金刚石刀具可针对石墨制品进行铣削、钻孔以及雕刻。
为了方便读者更深入了解石墨加工刀具，下面华菱超硬将从三大块进行本文介绍，分别为石墨材质的特性、石墨加工刀具的选择注意事项以及本文的主角华菱超硬专项加工石墨PCD金刚石刀具（ps：主角当然得压轴出场咯）。
石墨特性
石墨质地软，呈黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1-2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3-5。比重为1.9-2.3。比表面积范围集中在1-20㎡/g，在隔绝氧气条件下，其熔点在℃以上，是最耐温的矿物之一。它能导电、导热。自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青等。
由于其特殊的结构，故而具备如下特性：
可塑性好：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片；
化学稳定性良好：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀；
润滑性好：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好；
抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹；
耐高温型可塑性好：石墨的熔点为±50℃，热膨胀系数很小。石墨强度随温度提高而加强，在℃时，石墨强度提高一倍；
优良的导热、导电性能：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。
石墨加工刀具注意事项
刀具磨损相信对于机械加工行业的朋友并不陌生，在生产加工中，磨损量不仅会影响刀具损耗费用、加工时间、加工质量。这里举例加工石墨电极来说明刀具磨损的因素，主要磨损区域分为前刀面与后刀面，在前刀面上，刀具与破碎切屑区的冲击接触产生冲击磨粒磨损，沿工具表面滑动的切屑产生滑动摩擦磨损。
华菱超硬根据多年的加工经验总结了几个刀具磨损的因素：
刀具自身材料：刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具的耐用程度都影响较大。刀具材料硬度越高，其耐磨性越好，冲击韧性越低，材料越脆。对于金刚石涂层石墨刀具，可选择硬度相对较好，也就是钴含量稍低一些；
刀具的几何角度：石墨加工刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反之，石墨工件也不容易崩缺。刀具角度的变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择时一定要多加注意。通过对石墨加工特性所做的大量测试，华菱超硬优化了相关产品的几何角度，大大提升了刀具整体的切削性能；
刀具涂层：金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦因数低等优点，现阶段金刚石涂层也是石墨加工刀具的最佳选择，也最能体现出石墨刀具优越的切削性能；金刚石涂层刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性；金刚石涂层刀具与普通涂层刀具的几何角度有着本质区别，因此在设计金刚石涂层刀具时，由于石墨加工的特殊性，其几何角度可适当加大也不会影响刀具刃口的耐磨性能，普通的涂层刀虽比普通无涂层刀具耐磨性有了显著提高，但相比金刚石涂层来说，在加工石墨时几何角度应适当减小来增加耐磨性。随着国内高端刀具厂商投入大量人力物力来研究开发涂层技术，目前来看国内已有一些品牌取得了不错的效果，华菱超硬研发的石墨加工刀具，同样采用了目前世界先进的涂层技术对刀具进行表面处理，充分确保了刀具加工寿命以及稳定性；
刀具刃口钝化：石墨高速切削加工对刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是金刚石涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。刀具钝化目的就是解决上述刃磨后的刀具刃日微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。
PCD金刚石刀具
石墨属于非金属材料，所以一般采用金刚石刀具进行加工，金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点，金刚石刀具有以上四类结构，其中用于加工石墨的主要以PCD刀具为主。
PCD刀具是人工合成的一种多晶金刚石刀具，可以制作成PCD车刀、刀片、铣刀、铰刀、钻头等。对于石墨行业，常用的刀具有PCD车刀，PCD铣刀、PCD钻头，以及金刚石涂层刀具。
PCD刀片
PC刀片是国标型号，搭配车刀杆使用，拆卸更换刀片方便，一般用于数控车床，加工中心上，相对于的传统的合金刀片，可以采用更高的线速度加工。刀具寿命也有非常大的提升。
PCD车刀
PCD车刀是焊接车刀，和车刀柄连在一起，可反复修磨使用。
PCD铣刀
PCD铣刀分两种，一种是过中心的铣刀，使用时可沿轴线垂直扎入工件表面，对于铣削凹坑类的工件，效率会提升很多。另一种是不过中心的铣刀，此种铣刀一般都是沿径向切入工件，通过CNC编程走轨迹，铣削凸台，台阶，面等部位。
PCD钻头
PCD钻头，一般根据直径大小，采用合金基体或者钢制基体。PCD钻头是直接在工件上钻孔，本身工件上面是没有孔的，对精度要求不高。PCD钻头必须用于加工中心。
PCD钻头主要包括：PCD扩孔钻头、PCD阶梯钻头、PCD麻花钻头、PCD平底钻等。
金刚石涂层刀具
是采用CVD方法直接在硬质合金基体上沉积一层1-25μm的金刚石薄膜，可应用于各种几何形状复杂的刀具，但由于涂层较薄，部分领域正在逐渐被PCD铣刀所替代。
性能优势：
硬度高、耐磨性优异；
良好的自润滑性和化学稳定性；具备高的热导率和低的热膨胀系数；工作平稳，刀具刃口非常锋利，工件不易变形。刀具寿命是未涂层金刚石刀具的N倍。适合涂层的刀具类型：刀片、铣刀、钻头、铰刀、成型刀等。
华菱超硬金刚石刀具材质表
华菱超硬加工石墨案例
02:04华菱超硬：让世界不再有难加工的材料
郑州华菱超硬材料有限公司（以下简称“华菱超硬”）是专业生产超硬工磨具的高新技术企业，我国专业硬材料加工工具的开拓者，河南省新材料工业示范企业。华菱超硬生产中心前身是河南超硬材料研究所，早期以脆硬材料加工用立方氮化硼刀具和高品级金刚石为研究方向，作为我国超硬刀具国产化先驱，秉承“不求大而全，只做高精专”的初始经营理念，十余年的专注，成为硬材料加工领域的知名刀具品牌，实现了新材料、新技术、新工艺的一个又一个突破，华菱超硬经营战略也从先做“高精专”成功过渡到超硬工磨具相关多元化发展，目前形成了针对脆硬材料、耐热耐磨材料等难加工领域的切削、磨削、打磨、切割四大类超硬工磨具产品和服务。前期作为我国CBN刀具国产化先驱者，承担并完成了国家重点“产学研”工程和CBN制品科技攻关项目，并实施了河南超硬工具转型升级示范工程项目和“宝石级金刚石制品”计划项目，在超硬刀具学术界享有很高的声誉，尤其在“以车代磨”、超高硬度重载切削、高速加工等细分领域优势出众。市场方面，华菱超硬全面开拓国内外市场，建立了稳固、完善的营销网络，坚持用规范化的流程快速响应，专业专注、“量体裁衣”式的服务，为客户创造的价值超越契约的服务理念，近年来销售收入年均以30%以上的速度增长。作为专业硬材料加工工具的开拓者，华菱超硬秉承“专注、创新、高效、协作”的经营理念，以团结精进，自强不息的企业精神，尊重科技，创造价值，协同发展，走向世界，为民族创造受人尊敬的世界品牌。往期推荐
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