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来源：广东河源中联纳米科技有限公司

众所周知：碳在特定的高温、超高压条件下可以晶变成金刚石。这个特定区域称为晶变相区（温度1800---23000C，压力20万---30万个大气压）

当负氧平衡炸药在高压密闭容器中爆轰的瞬间（约1微秒），组成炸药的C、H、O、N中的碳分子一部分被炸药自身的氧氧化，未被氧化的富余游离碳在晶变区的高温、超高压下就合成为纳米金刚石。在此环境中，碳元素呈液滴状，晶变为类球形。

纳米金刚石的转化率、表面性质与炸药成分、配比、药柱大小形状、反应釜形状尺寸及与药柱尺寸的配比、介质成分浓度压力均有关系。

炸药爆轰法合成纳米金刚石的工艺流程（框图）

高能炸药配方选择-----浇注主药柱-----压制起爆药柱----组装药柱-----吊入爆轰釜----密封隔绝空气----起爆-----得到爆轰粉------化学提纯------得到纳米金刚石黑粉、灰粉、精粉。

（三）纳米材料应用的世界性难题

纳米材料与技术是在20世纪80年代末才逐步发展起来的前沿性、交叉性新兴学科，

90年代初，我国开始启动纳米技术开发。目前，已有300多家科研生产单位从事纳米攻关，在纳米材料制备、工业化生产、应用开发和测试方法手段等方面取得了骄人的业绩，与世界发达国家处于同一水平线上。

目前，市场上提供的纳米材料主要有：纳米金属（如纳米金、银、铜、锌）、纳米氧化物（如纳米氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化锌）、纳米盐类（如纳米碳酸钙、蒙托土）、纳米碳材料（如碳纳米管、纳米金刚石、纳米石墨、富勒烯碳球）等。

与方兴未艾的纳米材料发展相比，纳米应用技术与应用产品的开发却相形见拙，只见到所谓的纳米领带、纳米鞋垫、纳米服装、纳米杯子、纳米洗衣机、纳米冰箱（其实是洗衣机冰箱刷涂上纳米涂料）和纳米在橡胶塑料中的添加等。原因究竟是什么？

主要原因有：

一是有的纳米材料制备技术尚不过关；或成本过高而不便推广；或实验室技术工业化不成熟；或粒度范围过宽而无法应用；或生产的不是纳米尺寸的材料，而是微米亚微米级材料，不具备纳米特性。

二是尚未攻克纳米粉体分散这一最大技术难关。

所 有的纳米粉体材料，由于颗粒极小，表面原子比例很大，表面能很高，由于降低表面能、实现稳定是物质的本能，所以纳米粉体都具有强烈的自团聚倾向，凡是真 正的纳米粉体都是微米级的“糯米团”，在使用前必须解开团聚，而解开团聚后的纳米级颗粒，又具有高表面能，又不稳定，又会形成二次、三次团聚。必须在解开 团聚的同时，对纳米颗粒表面进行改性，使颗粒之间形成静电阻力或（和）位阻，才有可能实现纳米颗粒或纳米团簇在介质中的稳定分散，才能发挥纳米材料的作 用。这是纳米应用的最大“门槛”。不解决或解决不好这一难题，纳米材料的应用就始终是一句空话。

目前，国际解团聚、分散、稳定悬浮时间的先进水平是几十小时、上百小时。我们已经达到数千小时，远远走在世界的前列。

三是假纳米的冲击，搅乱了市场。

消费者不是纳米专业工作者，纳米材料需要昂贵的测试仪器鉴别，国内外纳米产品的标准尚在制定中，这都为“假纳米”提供了可乘之机。

纳米材料明明是固体，有形状、大小、硬度、表面------，可市场上却出现了“纳米水”、“纳米液体”。水就是分子水，比纳米还小，为什么叫“纳米水”？这是“水变油式的新理论”。

有些“纳米服装”未添加任何纳米材料，谎称“纤维是纳米级的”。比头发丝细上万倍、肉眼看不到的纤维是谁家制造的？这只能是欺骗消费者。

有些国外品牌润滑油添加剂明明是液体的有机物衍生物，遇摩擦高温就分解失效，又不耐极压，却要故弄玄虚说成是“纳米碳氢分子”，玩纳米概念，愚弄中国消费者。

其实，纳米技术是严谨的高新交叉技术，人类刚刚迈进门槛，就显现出它强大的生命力。只有不畏艰险、埋头苦干、创新求实、勇于实践的人才能领略它的无限风光。多一些实干家，少一些概念投机家，我们就一定会始终走在世界纳米技术的前列。

（四）用途广泛的纳米金刚石复合镀

背景：

各 种机械设备与仪器仪表，在使用过程中或因受到气、水及某些化学介质的腐蚀，或因相互之间的相对运动而产生磨损，或因温度过高而发生氧化，或因接触高温金 属熔体或其他熔体而被侵蚀。这些因素都会使机件表面发生破坏或失效。据资料报道，各种机电产品的过早失效破坏中约有70%是由腐蚀和磨损造成的。这给国民 经济造成的损失无疑是巨大的。据统计，全世界每年因此造成的直接损失达1500亿美圆，我国约为1500亿人民币。

随着现代化工业的迅速 发展，对机械工业产品提出了更高的要求，要求产品能在高参数（如高温、高压、高速）、高度自动化和恶劣的工况条件下长期稳定运转，这 就必然对机件表面的耐磨、耐蚀等性能的要求日益苛刻。若选用贵重金属或合金制造整体设备及零件，有时也可满足表面性能要求，但从经济上看往往是不合算的。 而且，在许多情况下，也无法找到一种能够同时满足整体和表面不同要求的材料。因此研究和发展机械产品的表面保护和表面强化技术，对于提高零部件的使用寿命 和可靠性，改善机械设备的性能、质量，增强产品的竞争能力，推动高新技术的发展，以及节约材料、节约能源等都具有重要的意义。

复合镀（复 合电镀或复合化学镀）是国内外近二三十年刚刚兴起的最新表面处理技术。，并在工程上迅速获得了广泛应用，它与传统镀相比，具有较高的硬度、抗氧 化性以及较好的耐蚀性，国家计委已批准将多功能复合镀材料新技术列为高技术产业化项目，正在实施，并成功应用于冶金、石化、磷化工、汽车的缸套、活塞与活 塞环、纺织机械、矿山机械、卷烟机械等行业。

所谓复合镀，就是在传统镀液中，根据材料表面要求，选择添加一种或多种固体微粒，在金属沉积 的过程中，固体微粒夹杂在镀层中，发挥协同效应，形成全新的性 能优异的复合材料表面。目前，世界上复合镀大都使用亚毫米级的金刚石、sic、wc、mos2、BN、石墨和聚四氟乙烯等。但由于颗粒大、用量大、难悬 浮、成本高、表面性能提高小。

纳米金刚石硬度高、耐腐蚀、耐高温、耐磨损都是其他材料无法比拟的，加之颗粒小，悬浮好，弥散强化效果突出， 可以有效改变镀层裂纹扩展方向，用量极少（镀 覆面积1㎡、镀厚1微米，仅需消耗纳米金刚石0.2克），可大大提高镀层的硬度、耐磨、耐蚀、耐温性能，是十分理想的复合镀材料。现有厂家无须增加设备、 改变工艺，就可使产品更新换代，性价比极高。

世界上每年金属腐蚀损耗极大，金属电镀化学镀是解决的途径之一。我国电解电镀业厂家达 15000 多家，有5000 多条生产线，年电镀化学镀2.5 — 3 亿㎡。但技术雷同，水平较低，耐腐蚀程度和与基板的结合强度差，属于传统产业。近年来，开始使用国外的添加剂，效果明显，但价格昂贵。我们的纳米金刚石复 合镀液添加剂与基板的亲合力极强，耐腐蚀能力优于国外产品，现已开始出口。

要想把纳米金刚石应用于复合电镀化学镀，同样必须首先解决它在镀液中的解团聚、分散、悬浮难题。我们采用物理解聚、化学包覆的方法，使纳米金刚石稳定悬浮在水溶液中，颗粒度仅20-60纳米，可稳定悬浮上千小时（国外产品仅可悬浮几小时至几十小时）

目前，公司已在广州某某轴瓦厂进行工业化试验，效果十分可喜。公司还开发出纳米金刚石-铬复合镀工艺，推出了我公司的第二个系列产品----纳米金刚石复合电镀液添加剂。

纳米金刚石复合镀工艺的特点是：

A、保持原有电镀工艺，无须增加设备投资；

B、镀层厚度可减少50%以上；

C、电镀液使用量、污染、治污费用大大降低；

D、每平米镀层表面、镀厚1微米，仅消耗纳米金刚石0.2克；

E、生产总成本不升反降；

F、镀层表面综合性能大大改善。

【参考工艺】

电接触材料复合电镀

电 接触材料复合镀膜要求它有良好的导电性、导热性、耐磨性和抗电蚀性能。在电子工业中广泛使用镀金或镀银作为电接触材料，就是因为它们有良好的导电、导热 性和较强的耐蚀性能。不足的是金和银的硬度和熔点较低和耐电蚀能力较差，这些都影响其使用寿命。纳米金刚石复合镀金银可以较好解决上述难题。

复合电镀金---纳米金刚石参考工艺：

复合电镀银---纳米金刚石参考工艺    

电镀铬基耐磨复合镀膜参考工艺

复合化学镀Ni-P-纳米金刚石参考工艺

引用出處： 

http://info.momo.hc360.com/2011/03/29141060821.shtml

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCBN刀具、PCD刀具、單晶刀具、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

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（２）Carbide Cutting tools設計

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（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。   

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

安 定性 在贮存条件下，炸药保持其理化性质不发生超过允许范围变化的能力。通常在夸大了的条件下实验衡量。安定性好，则耐贮存，可存放相当长时间不发生危险。安定 性差，则不耐贮存，存放过久，则会因缓慢分解加速而发生危险。为防止发生事故，任何弹药都不能存放过期，过期的应立即使用或销毁。

对炸药的要求是性能优良，作用可靠；同时要材料价廉易得，制备简单方便，符合兵器动员的要求。在本书中，择取符合上述要求的品种详细讲解，制备比较困难的不介绍或简介。

第二节、合成化学

炸药合成化学是有机合成化学的分支，主要研究合成炸药的制备方法。合成化学涉及许多复杂的问题，现就最基本的概念作个介绍。

硝化反应 有机化合物中的氢原子被硝基取代，并且硝基与碳原子连接的反应。经硝化反应可制得硝基化合物炸药。有机化合物中含一个硝基一般不具爆炸性，当含两个或多个 硝基时，常具爆炸能力。进行硝化反应的最主要的方法，就是让硝化剂直接与合适的有机化合物反应。

从广义上讲，有机分子中的磺酸基、羟基被硝基取代，硝基对不饱合化合物的加成，以及下面将提到的硝解反应、生成硝酸酯的酯化反应，均可统称为硝化反应。例如制备苦味酸时，硝基取代苯环上的磺酸基，就可以称作硝化反应。

硝解反应 有机化合物中的氢原子被硝基取代，并且硝基与氮子相连接的反应。通过硝解反应可以得到硝胺类炸药。

酯化反应 酸和醇作用生成酯和水的反应。在炸药合成中主要指硝酸与醇反应生成硝酸酯，即通常说的氧硝化。参加反应的醇一般是多元醇，如丙三醇（甘油）。丙三醇与浓硝酸反应能生成三硝酸酯，每一个OH基中的氢都被硝基取代而成-ONO2（硝酸酯）。

硝 化剂 在化学反应中向有机化合物引入硝基、硝酸酯基的反应剂。最常用的是硝酸和硫酸的混合酸（硝硫混酸）。使硝酸脲转为硝基脲可以用硫酸脱水，从表面上看也是向 其中引入硝基，因而也有人将硫酸称作硝化剂。硝酸和硝硫混酸都是很强的酸并有强氧化性。一些化合物与之接触可能发生分解或被氧化。为了防止这尖情况发生， 可以使用硝酸——醋酐混合物之类温和一些的硝化剂。也可以先对易受损的机基团进行保护。例如制备黑喜儿（六硝基二苯胺）时，先让二苯胺与硫酸反应，加进磺 酸基，再同硝酸反应，用硝基取代磺酸基，这样便可防止氧化。

浓硝酸（发烟硝酸） 在本书中指含量为95%以上的硝酸。工业硝酸的含量达97%以上，可用于本卷讲述的工艺中。浓硝酸是常用的硝化剂，我国资源比较丰富，价位较低。例如制RDX需含量达98%的工业一级浓硝酸。

稀硝酸 在本书中指含HNO365%～68%的试剂或兑水的工业品。

硝酸溶液 一般指含量低于65%的硝酸。本书中写出含量。

浓硫酸 含量96%～100%的硫酸。

发烟硫酸 含有游离SO3的浓硫酸。

反应设备 小量试验用试管、烧杯、锥瓶作容器，规格尽量大一些，以利冷却。大量生产一定要用专业化工设备，如搅拌式反应锅、硝化机等，切不可凑合着用。自制设备应认真设计安装，以免发生事故。

引用出處： 

参考文献

松全才、杨崇惠、金韶华，炸药理论，北京：兵器工业出版社，1997

李福平等，兵器工业科学技术辞典·火药与炸药，北京：国防工业出版社，1991

朱忠节，何广沂，岩石爆破新技术，北京：中国铁道出版社，1986

[美]杜邦公司编，龙维祺等译，爆破手册，北京：冶金工业出版社，1986

金泽渊、詹彩琴，火炸药与装药概论，北京：兵器工业出版社，1988

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郑州市钻石精密制造公司通过了两大类超硬材料刀具的国家标准的申请，镶或整体立方氮化硼刀片(GB/T 21951-200 8)、镶聚晶金刚石刀片(GB/T 21952-2008)，这两项里面涵盖了几乎所有目前行业内涉及到的刀片，是一项相当专业又详细的国家标准。

由于我国超硬刀具发展水平参差不齐，区域差异过大，导致一直没有可靠的标准参照，这使得生产厂家和使用厂家都面临着无章可循的问题。为了解决这种情况，我公司将已经研发成熟且使用性很强的产品，起草成行业及国家标准。

2005年6月，由我公司发起，邀请成都工具研究所一起负责起草并制订了部分超硬材料刀具机械行业标准。于2007年3月通过中华人民共和国发展和改革委员会审批，并在各大媒体公布，并于2007年9月1日在全国范围内实施。

行 业标准主要含有以下七项：焊接聚晶金刚石或立方氮化硼槽刀(JB/T10719-2007)、焊接聚晶金刚石或立方氮化硼车刀(JB/T 10720-2007)焊接聚晶金刚石或立方氮化硼铰刀(JB/T 10721-2007)、焊接聚晶金刚石或立方氮化硼立铣刀(JB/T 10722-2007)、焊接聚晶金刚石或立方氮化硼镗刀(J B/T 10723-2007)、焊接聚晶金刚石或立方氮化硼珩磨(JB/T107 24-2007)、天然金刚石刀具(JB/T 10259-2007)。

2008年，郑州市钻石精密制造公司又通过了两大 类超硬材料刀具的国家标准的申请。具体名称如下：镶或整体立方氮化硼刀片(GB/T 21951-200 8)、镶聚晶金刚石刀片(GB/T 21952-2008)，于2009年1月1日起正式实施。这两项里面涵盖了几乎所有目前行业内涉及到的刀片，是一项相当专业又详细的国家标准。

引用出處： 

http://www.idacn.org/articles/7404.html

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCBN刀具、PCD刀具、單晶刀具、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。   

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

随着PCD、CBN等超硬材料刀具在汽车、摩托车、空调压缩机、木材加工等行业的广泛应用，对此类刀具的市场需求日益增加。目前国内已有约20家企 业从事超硬刀具的开发、加工与刃磨，但其中大部分厂家都局限于低端产品（如精度要求不高的刀片装夹式超硬刀具等）的加工，导致此类产品市场竞争激烈。而一 些高端产品（如高精度焊接式PCD刀具等）却因为技术要求高、加工难度大而少有厂家问津，产品仍主要依靠进口。据统计，2001年上海大众汽车有限公司的 2VQS发动机生产线消耗的进口高精度焊接式PCD刀具费用已超过100万元人民币（Passat、Polo车型的发动机加工刀具费用尚未统计在内）。一 汽大众的2VQS发动机生产线与上海大众基本相同，对此类刀具的消耗量也很大，再加上全国其它汽车、摩托车制造厂及相关行业的刀具消耗，可见对于高精度焊 接式PCD刀具有着巨大的市场需求。为降低生产成本，企业迫切希望实现此类刀具的国产化加工与刃磨。

1.高精度焊接式PCD刀具技术要求

高精度焊接式PCD刀具的技术要求较高。刀柄采用HSK接柄或安装在HSK液压夹头中的直柄；PCD刀具长度小于150mm，直径在50mm以内，刀刃直径公差为0.003mm，精度等级IT2～IT3，IT3精度的同轴度公差为0.003mm。

焊 接式PCD刀具刃口与刀柄的同轴度误差由磨削加工误差和刀具安装误差综合而成，要将其控制在0.003mm范围内相当困难。为了保证0.003mm的刀具 外径公差，对加工机床和磨削工艺方法的加工精度也提出了很高要求。此外，为了实现高精度焊接式PCD刀具的准确测量，要求测量仪器的综合测量精度达到微米 级，且作用于刀具刃口的测量力应控制在150mN以内。

2.高精度PCD刀具磨床

现以远山机械股份有限公司生产的FC-500D型PCD&CBN刀具磨床为例，简要介绍高精度PCD刀具磨床的结构特点与加工性能。

（1）机床特点

FC- 500D型PCD&CBN刀具磨床的砂轮行程为500mm，可满足长度为150mm刀具的磨削行程要求。利用机床的旋转工作台及其转角显示功能， 可实现刀具刃口1：1000～1：1500的倒锥磨削要求。砂轮座和工作台导轨均采用瑞士SchneeBerger高精度滚柱线性导轨。工作台进给方式为 气压柔性进给，手柄每格进给量为1μm(显示器显示)。刃磨时砂轮与刀具的接触压力可调。磨头高度位置可调，可磨削大直径PCD锯片铣刀。磨床上配置了高 精度摄像系统（CCD），可通过屏幕清晰显示刀具刃磨加工情况（放大倍率15～120倍），同时可通过显示器屏幕检测刀具刃口圆弧（可测最小圆弧 R0.05mm）。

（2）分度工作头

为实现高精度PCD刀具的 精密刃磨，磨床上设计了可微调角度的分度工作头。该工作头采用SK40主轴内孔和蜗轮蜗杆副传动的主轴微调机构。当蜗杆与蜗轮脱开时，主轴可实现快速转 动。24等分的分度盘与主轴可空套或联锁。固定在夹具体上的插销可插入分度盘缺口内，使分度盘与主轴在圆周上定位固定（此时分度盘与主轴处于联锁状态）。 24等分分度盘适用于加工2、3、4、6、8等分的刀具，如需加工5、7等分的刀具，则需改用20等分或28等分的分度盘。

（3）变径套

由 于分度工作头采用SK40主轴内孔，因此加工HSK柄部的刀具时，必须利用变径套才能将刀具固定在工作头主轴内孔中（加工直柄刀具时，也可先将刀具装在 HSK柄的液压直柄夹具中，然后通过变径套装入工作头主轴内孔中）。由于主轴内孔和变径套均存在同轴度误差，因此为满足刀具加工的同轴度要求 （0003mm），采用了国外开发的可调中心变径套新技术。该变径套结构由两部分组成，左边为SK40部分，可安装到分度工作头主轴内孔中；右边为HSK 部分，可与刀具的 HSK柄部联接。左、右两部分之间采用轴、孔定位联接，由四个内六角螺钉固定。轴与孔之间为间隙配合，配合间隙即为中心调整范围。轴上有四个小平面。左、 右两部分轴线的同轴度偏差由正对小平面的内六角紧定螺钉调整，轴线的平行度由紧定螺钉调整。变径套调整好后，应在SK40柄部和与之配合的分度工作头 SK40内孔的圆周上作出标记，以确定变径套安装位置，避免重新安装变径套时重复调整同轴度。

（4）刀具在线测量装置

笔者与 有关单位合作研制的高精度PCD刀具在线测量装置安装在机床工作台的侧面并可随工作台一起移动，它与安装在工作台上分度工作头中的刀具相对位置保持不变。 测量装置的立柱可上、下移动，将测量头部件调整至与刀具中心等高。立柱还可作180°回转，当测量装置不工作时，可使测量头部件远离刀具。立柱的顶部装有 十字拖板，测量不同长度刀具时，纵向小拖板可沿刀具轴线方向移动（行程可达150mm）；横向小拖板可沿刀具径向移动（行程可达50mm）。测量不同直径 刀具时，测量头部件的径向位置可调。测量臂安装在十字拖板上，测量头部件安装在测量臂上。测量刀具直径时，测量头部件的轴线必须与刀具轴线垂直，否则测量 结果将大于刀具实际直径，为此，在测量头部件上方安装了可沿垂直轴线回转的微调装置，以保证测量头轴线与刀具轴线垂直。

测量头部件由支架、弓形臂、固定测量头、光栅尺和移动测量头组成。固定测量头安装在弓形臂上，移动测量头安装在光栅尺上，光栅尺可在支架上移动。固定测量头和移动测量头采用行程为3～5mm的测量光栅，光栅尺的测量行程则为50mm，光栅测量精度均为1μm。

该 测量装置可测量PCD刀具的直径和圆跳动，测量力小于150mN。测量时，首先移动光栅尺使移动测量头与固定测量头接触并置零，然后打开移动测量头（以不 接触刀具为准）；转动分度工作头使刀具刃口略低于水平面，调整轴向小拖板使被测刃口部位处于两个测量头之间，锁紧轴向小拖板；调整径向小拖板使固定测量头 与刀具接触约1mm（可通过显示器观察）；移动光栅尺使移动测量头与刀具接触，锁紧径向小拖板，调整微调机构直至显示器显示的直径尺寸最小（即测量头轴线 与刀具轴线垂直）；缓慢转动刀具，使刀刃与固定测量头接触，当测量头触测到刀具容屑槽时，测量装置记录到的最大值即为刀具直径尺寸，此时显示器显示出刀具 直径值和固定测量头的最大读数值。然后将刀具转过180°，按相同方法再测量一次（此时可退出移动测量头），固定测量头又可测得一个最大值，两次测量值之 差即为刀具刃口圆跳动量。测量刀具刃口圆跳动时，整个测量系统在两次测量过程中不应发生位移或振动，否则将影响测量结果的准确性。如测量系统刚度不够，测 量值波动较大，也可采用另一方法测量圆跳动，即将测量头固定在磁性表座上，磁性表座安装在机床床身上，分别测量刀具的两个刃口，也可测出刀具的圆跳动量。

3.PCD刀具的精密刃磨工艺

国 外有关研究文献指出，高精度PCD刀具的刃磨加工不能采用先磨外圆再磨后角的传统刃磨方法，因为这种刃磨方法易导致刀具刃口崩刃，且加工同轴度难以保证。 对于小直径PCD刀具，其刀杆中心孔在加工PCD刀片的刀片槽时已被破坏，因此也无法采用传统方法刃磨外圆。为保证PCD刀具外圆和同轴度的加工精度，必 须采用单边修整法进行刃磨加工。现以挺杆孔刀具78-33C-205026的加工为例，说明高精度PCD刀具磨床刃磨工艺步骤。将待加工刀具装入变径套， 然后装入可微调角度的分度工作头中。注意：刀柄、变径套和分度工作头内孔必须擦拭干净，否则难以保证安装同轴度。

（2）调整安装同轴度

将千分表置于刀具的调整环A和B上，调整紧定螺钉，使刀具轴线与工作头主轴轴线平行；调整紧定螺钉，使刀具轴线与工作头主轴轴线重合。调整后的安装同轴度误差应小于1μm。

（3）调整刀具刃口位置

转 动刀具使刃口处于水平面上（比水平面略低），调整好砂轮后角，在刀具两个刀刃的后角处磨出刃口。用测量装置的两个测量头与刀具后面接触，然后缓慢移动刀 具，使刀具刃口与测量头接触，当显示的测量数据为最大值时，刀具位置前角为0°。将分度工作头插销插入等分盘缺口内，并使等分盘与工作头主轴联锁。

（4）刃磨端面后角

脱 开测量装置，将回转工作台转过90°，将砂轮调整到端面后角，刃磨端面两个刃口；然后将刀具从变径套中拆下，用光学对刀仪测量刃口的等高性和180°顶 角，并通过回转工作台进行调整，直至达到加工要求；然后测量HSK基准面到刃口的距离，通过刃磨达到112±0.03mm的尺寸要求（如果是阶梯刀具，则 按照图纸磨削出阶梯长度和阶梯角）。

（5）刃磨刀具圆周刃口

将回转工作台按顺时针方向转过90.086°，经调整后磨出的刀具有1.5×10－3的倒锥；将砂轮角度调整为刀具圆周后角，分别刃磨出两个刃口的后角。

按 前述测量方法测出刀具直径D和圆跳动δ，并判别两个刃口的半径大小。设刀具的大边半径为R2，小边半径为R1，则有 D=R1+R2,δ=R2－R1；R2＝（D＋δ）/2，R1＝（D－δ）/2。设刀具公称半径为R0，则大边修磨余量为R2－R0，小边修磨余量为 R1－R0。根据测量计算结果，对两个刃口边刃磨边测量，直至刀具的直径尺寸和同轴度均符合加工要求为止。

4.PCD刀具的刃口处理

新 刀具在切削加工中的磨损过程可分为三个阶段：初始磨损阶段、尺寸稳定阶段和急剧磨损阶段。在PCD刀具的刃磨加工中，刃口处理对于提高刀具使用寿命十分重 要。以加工发动机气门孔用PCD刀具为例，进口刀具的正常使用寿命为3万件，但未经刃口处理的自制刀具仅加工300件后零件尺寸即偏小超差，其主要原因是 刀具初始磨损阶段的磨损量超过了刀具公差，当刀具磨损进入尺寸稳定阶段时，加工零件尺寸已超差，虽然刀具刃口状况良好，但不得不报废。刃口处理的目的就是 刃磨时预留初始磨损量，当刀具磨损进入尺寸稳定阶段时其加工尺寸正好处于公差范围内，以延长刀具使用寿命。

刀具刃口处理的具体方法可根据加 工情况而定，可采用手工方法钝化刀具刃口，去掉毛刺和锋口；也可在原有后角上再刃磨出1°的第一后角，后角棱边宽度0.08～0.10mm。刃口处理时应 将磨床的砂轮更换为粒度更细的超精级砂轮，如PCD刀具加工铝合金时的第二后角为11°，则刃口单边预留量应为14～18μm。

5.PCD刀具的动平衡

超 硬刀具通常用于高速切削，切削速度可达普通切削的5～10倍，因此制作新刀具时必须经过动平衡。刀具应安装在刀辅具上一起作动平衡。根据 ISO1940/4的要求，刀具允许的动平衡量U（gmm）为：U=9549GW/n，式中G为动平衡等级，对于刀具，G=2.5；W为刀具加上刀辅具的 重量（kg）；n为刀具加工时的转速(r/min)。如检测表明动平衡超差，可在刀具或刀辅具上钻孔以去掉不平衡量，具体操作可在刀具动平衡机上进行。

6．加工环境要求

高 精度PCD刀具的刃磨加工对加工环境提出了较高要求。安装机床时，应设置避震沟，以减小外界震动对机床加工精度的影响。加工车间内应有恒温设备，以保持 20～25℃的加工环境温度（与高精度PCD刀具的使用环境温度一致），以减小刀具尺寸的温度误差。在装夹刀具时，应使用专用工具将刀具与变径套、变径套 与工作头之间的接触面仔细擦拭干净，否则夹杂其间的灰尘（虽然粒度仅几个微米）可能导致刀具同轴度超差。此外，灰尘和高湿度易使测量装置发生故障，因此测 量装置未使用时应包上布袋防尘，布袋内放上干燥剂防潮。

由于高精度PCD刀具刃磨机床采用手工操作，因此操作者的加工技术及经验是保证加工精度的关键因素，对操作者的技术培训也是高精度PCD刀具刃磨加工技术的重要环节。

引用出處： 

http://www.idacn.org/articles/2964.html

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