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1 引言 金刚石具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、摩擦系数低和高导热性能。用金刚石刀具切削硅铝合金等硬质材料时，具有加工精度高，切削寿命长，切削力小，加工效率高等优点。随着汽车工业的发展，对金刚石刀具需求量越来越大。由于天然单晶金刚石和人造聚晶金刚石刀具制造工艺复杂，成本较高，应用于切削加工中使刀具成本增加，而用化学气相沉积(CVD) 方法在硬质合金表面生长一层金刚石薄膜制成的刀具，即金刚石薄膜涂层刀具具有金刚石的特性，且制造简单，成本较低，是很好的替代品，极富市场竞争力。国内外的企业和研究单位都在积极开发金刚石薄膜涂层刀具，目前未形成规模生产和广泛应用的原因是涂层工艺还不能保证薄膜与基体的足够粘结强度，同时还需要研究合适的基体材料及刀具的几何参数等。本文通过制备的金刚石薄膜涂层刀具对硅铝合金进行干切削试验，从而对金刚石薄膜涂层刀具的切削性能进行研究。 2 试验刀具及材料 金刚石薄膜涂层刀具为在硬质合金(YG6) 基体上通过化学气相沉积(CVD) 法沉积一层约8～12µm厚的金刚石薄膜，金刚石晶粒尺寸≥3µm。刀具的几何参数:前角g0=0°，后角a0=10°，偏角Kr=Kr´=60°，刀尖圆弧半径re=0.8mm，刀片外形及刃口电镜照片如图1。 
图1 金刚石薄膜刀片
试件为硅铝合金，分别为含硅量12%～14%的铸造共晶体硅铝合金棒和含硅量24%的铸造高硅铝合金棒。前者由于热处理工艺不同，与常规活塞铸件的组织和显微硬度相比有较大差别，如图2 所示，图2(a)、(b)为试件金相照片，图2(c)为活塞铸件金相照片。试件的硅粒较大呈针状分布、不均匀且有较多气孔，气孔周围有硅粒聚集，显微硬度共晶体为HV180，粗大硅粒为HV660，而常规活塞共晶体的显微硬度为HV110。 3 干切削性能试验 切削试验在C616 精密车床上进行，改变切削用量干切削硅铝合金试件，用SRM-1表面粗糙度测量仪检测试件表面形貌和表面粗糙度，用工具显微镜观测刀具磨、破损情况和测量后刀面平均磨损量VB，金刚石薄膜一旦脱落即终止切削试验。 1.薄膜涂层刀具干切削含硅量12%～14%的硅铝合金 试件尺寸f75×300mm，金相组织如图2(a)、(b) 。   
(a) ×40 (b) ×150 (c) ×150
图2 试件金相照片
根据生产中半精和精加工硅铝合金的切削用量，切削试验参数选择如表1。 [1] [2] [3] 下一页 | 
