刀具磨损是切削加工中的遇到的重要问题之一，其产生原因是刀具在切削加工过程中与工具接触面的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的能量和摩擦，转化为热量，其中20%的热量会传导至刀具中，这是刀具磨损的根本原因。刀具磨损会严重削弱刀具的切削性能，为防止刀具磨损，通常采用涂层技术为刀具涂覆一层金属/非金属薄膜，降低刀具与工具接触面的摩擦系数，提升刀具的切削性能。CVD金刚石涂层具有高硬度、高耐磨性以及抗粘结性等优点，能够有效提升刀具切削性能，减少刀具磨损。但是，金刚石涂层刀具也存在着涂层剥落的问题，有可能导致刀具磨损加剧，切削性能变差。那么，哪些因素影响金刚石涂层刀具切削性能呢？小编为大家分享一下相关知识吧。
一、基体表面脱钴处理对刀具切削性能的影响
硬质合金基体中含有粘结相钴，在CVD金刚石涂层工艺条件下，钴会向基体表面扩散,钴在基体表面的存在，对金刚石成核和生长过程中起到抑制作用。而且碳在钴中有较大的固溶度和扩散系数，在金刚石沉积的长时间热处理过程中，钴粘结相熔解金刚石涂层。因此常采用化学溶液对硬质合金基体表面进行脱钴处理，以消除粘结相钴的不利影响，提高金刚石涂层基体的结合强度。
但脱钴时间对金刚石成核和生长过程有影响，从而对金刚石膜厚、晶粒度等有着显著影响。脱钴时间过长，金刚石涂层厚度明显增加，粘附强度变差，且因脱钴深度过大，脱钴层组织疏松导致基体强度和韧性显著降低。
此外，金刚石晶粒粗大，涂层表面粗糙。因此，脱钴时间存在上佳值。通过对CVD45、CVD48、CVD47刀具测试比较(脱钴时间分别为15min、10min、5min，其它条件相同)表明，对于硬质合金基体的金刚石涂层刀具，脱钴时间为5min时，对应的金刚石涂层粘附强度至强，其切削性能至佳。
二、基体材料对刀具切削性能的影响
相同涂层工艺条件下，基体为VG3硬质合金的CVD-63金刚石涂层刀具切削性能较基体为YG6硬质合金的CVD-47金刚石涂层刀具更佳。表现为切削过程平稳，切削温度低，工件表面粗糙度小，刀具使用寿命长。
硬质合金基体表面进行脱钴处理后，有利于金刚石的成核，但同时基体强度明显降低，且表层与基体深层的钴浓度差，会使深层钴在金刚石涂层加热过程和切削热的作用下向表层扩散。与金刚石碳元素反应及促使金刚石向石墨转变，削弱刀刃强度，加速刀具磨损。
CVD-63因脱钴后表面与基体深层的浓度差小，金刚石涂层的质量较好。金刚石涂层均匀，金刚石颗粒晶形完整细小，金刚石膜在基体表面有钉扎结合。因此，金刚石涂层基体结合牢固。
三、金刚石涂层厚度对刀具切削性能的影响
膜基结合强度对于刀具切削性能有着深刻的影响，结合强度越高，涂层能够更好地保护刀具表面，减少与工具的接触摩擦，反之则加大摩擦，容易出现涂层剥落的情况。
金刚石涂层厚度对膜基体的结合强度有着决定性的影响，随着金刚石膜的增厚，由于膜的内部应力增大，结合强度会下降。因此金刚石涂层厚度越薄越好。
四、金刚石涂层表面粗糙度对刀具切削性能的影响
金刚石膜表面粗糙度也是导致金刚石膜早期剥落、开裂的主要原因之一。 金刚石涂层表面越粗糙，刀具与工件接触区域摩擦阻力越大，切削温度越高，甚至产生粘刀现象，金刚石膜及膜基体间强度降低，而导致金刚石膜越早剥落。因此，控制金刚石颗粒尺寸及对金刚石涂层进行抛光，以降低表面粗糙度，将有效改善刀具与工件间的摩擦状况，延长刀具寿命。
以上就是哪些因素影响金刚石涂层刀具切削性能的大致内容介绍。通过上文可知，在实际制备金刚石涂层刀具时，我们要把控相关要素，尽量提升刀具的切削性能，减小不利因素对刀具切削性能的干扰。
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