金刚石刀具技术的发展状况.pdf

金刚 石 刀具 技术 的 发展 状况 宗 文俊李旦 王洪 祥等 文 章 编 号：1 O 0 4 1 3 2x(2 0 0 3)1 3 1 1 6 5 一O 5 金 刚石刀具技 术 的发 展状 况 宗 文俊 李 旦 王 洪祥 孙 涛 程 凯 摘 要：介 绍 了应 用人 工 目测 法、X 射 线 法 和 激 光 法 进 行 金 刚 石 刀 具 晶 体 定向的技 术，论 述 了传 统的机械研磨、热化 学抛光、无损 伤机械化 学抛 光、化 学辅助机械 抛光 与光整等 多种金 刚石 刀具刃磨 工艺方 法及 其刃 口检测技 术 的 发 展 状 况，并 对 各 种 相 应 的检 测技 术 作 了 比较。最后，论 述 了金 刚石 刀 具 刃 磨 的材 料 去 除 机 理，对 我 国金 刚石 刀 具技 术 发 展 状 况 进 行 了评 述 和展 望。关键 词：金 刚石刀具；晶体定 向；刃磨工艺；材料 去除机理 中 图 分 类 号：TH1 6 1；TG7 1 1 文 献 标 识 码：A 在超 精密 加工 中，影 响加工 表 面质 量 的主要 因素除了高精度 的机床、超稳定 的加工环境 外，高 质 量 的 金 刚 石 刀 具 也 是 其 中很 重 要 的 一 个 方 面 I 。天然金刚石 以其硬度高、耐磨性好、强度高、导热性好、与有 色金属摩擦 系数低、可 以刃磨 出极 其 锋利 的刀刃 等优 良特 性，被认 为是最 理想 的超 精 密切 削用刀具 材料。由 于 金 刚 石 刀 具 加 工 技 术 涉 及 航 空、航 天 等 国防机密，世界各 国都对此绝对保 密，国内外对此 技术实质性 的论述鲜有 报道。目前 国外高精度 圆 弧 刃金 刚石 刀 具 刃磨 水 平 已能使 1 2 0。圆 弧范 围 内 的圆轮 廓度 不 大 于 0 1 la m，而 6 O。圆弧 范 围 内 的圆轮廓度不 大于 0 O 5 m，如英 国 C o n t o u r 公 司 生产 的金 刚 石 刀 具 轮廓 度 可 以小 于 5 0 n m；日本 金刚石刀具 生产 已标 准化 2 。国内所 使用 的高精 度 圆弧刃金 刚 石刀 具基本 上都 是 国外进 口的，价 格十分 昂贵。国内还没有高精度 的金 刚石圆弧刃 刀具研磨 设备，对金 刚石刀具研磨工艺 的研究 还 收稿 日期：2 O O 2 一 O 9 一 O 4 修 回 日期：2 O O 2 一 l O 一 2 8 基 金项 目：国 家 自然 科学 基 金 资助 项 目(5 0 1 7 5 0 2 2)；黑 龙 江 省 自 然科 学基 金资 助项 目(E0 1 2 0)宗 文俊博 士研 究 生 比较粗 浅，所 采用 的金 刚石 刀具 刃 口检测 设备精 度 较 低。所 以，我 国 开 展 金 刚 石 刀 具 加 工 技 术 的研 究 已迫在 眉睫，需要 解决 的关 键 问题 主要有金 刚 石 晶体定 向技术、金 刚石刀具 刃磨工艺方法、金刚 石 刀具刃 口检测技术、金 刚石刀具刃磨机 理等。1 金 刚石 刀具 晶体 定 向技 术 金 刚石 晶体具 有各 向异 性，不 同 的晶面 晶向 具 有 不 同 的物 理 机 械 性 能 3 。所 以 在 对 金 刚 石 刀具进行 刃磨之前，要根据刀 具的刃 口强度、抗磨 损性 等性能要 求对 金刚 石晶 体进 行定 向，选择合 理 的晶面作为刀具 的前后 刀面。目前采用 如下 3 种金 刚石 晶体定 向方法。(1)人 工 目测 晶体 定 向法 优 质 规整 的天然 金 刚石晶体可用 目测法进行 各 晶面的确定。但这 种方法只能作粗 略的晶体定 向，定 向精 度较低，且 可 重 复 性 差，一 般 在 初 次 定 晶 面 时 采 用。(2)X 射 线 晶体 定 向 法 1 9 8 8年 8月，在 新 加 坡 举 行 的 关 于先 进 制 造 技 术 专 题 的 CI RP国 际 研 讨会 上，E l 本 Os a k a Ci t y大 学 Ue g a mi 等 提 出采用一种 新型 的、利用 X射 线衍射 原 理的定 向 仪来对金刚石 晶体定 向。9 本田崇，荒井髯一磁性薄膜力 手，疆勤原 理 c 二阴 守 否一 考 察 E l 本 虑 用 磁 氟 罩舍 言 志，1 9 9 7，2 1(4 2)：8 1 7 8 2 0 1 O Qu a n d t E，S e e ma n n KF a b r i c a t i o n a n d S i mu l a t i o n o f M a g n e t os t r i c t i v e Th i n f i l m Ac t u a t o r s S e n s or s an d Ac t u at or s A，19 95，5 0：1 O 5 1 O9 1 1 杨 兴磁 场 与 位 移 感 知 型超 磁 致 伸缩 微 位 移 执 行 器 及 其相 关 技 术 研 究：博 士 学 位 论 文 大 连：大 连理 工 大学，2 0 0 1 1 2 3 阎 立，褚祥 诚，董蜀 湘，等 压 电微 马 达研究 进展 压 电与声 光，2 0 0 2，2 4(2)：l l 6 1 2 1 (编辑苏卫 国)作者 简 介：tl l 元，男，1 9 6 3年生。大 连理 工 大 学(辽宁 省大 连 市 1 1 6 0 2 4)机械工 程学 院教授、博 士研 究 生导师。主要研 究方 向为 精 密加工 与测量、功能 材 料应 用等。发表论 文 5 O余 篇。王 社 古，男，1 9 7 4年生。大 连理 工大学 机 械工 程学 院博 士研究 生。张永 属，男，1 9 6 5年生。大连 理工 大学机 械工 程 学院 副教授。郭东 啊，男，1 9 5 9年 生。大连理 工大学 机 械工 程学 院教 授、博 士研究 生 导师。1 16 5 一 一一一 l 强 奉；。维普资讯 http:/ 中国 机械工 程 第 1 4卷 第 1 3期 2 0 0 3年 7月上 半 月 X射线 晶体定 向原理如 下：一 定波 长 的 X射 线 透过金 刚石 晶体，光子祷 能 量传 给晶体 内 的原 子，促也较 使晶体 内原 子振动 而对 X射线 产生 不 同方 向的反射，引起 不同方 向光强 的变化，在 光强 增 加到一定程度 的方 向会产 生衍射 图案。根据 金 刚 石 不 同 晶 面 上 具 有 不 同 的 网 面 密 度(即 原 子 数 量 不 同)，对 X射线 产 生反 射 所形 成 的光 强分 布 就会不 同，最后得到 的衍射 图案不 同来定 向。此 种定 向方 法精 度较 高，可对 金刚 石晶 体进 行 重复 定 向，可重 复性好，缺 点是 仪器 设备 昂贵，且 X射线对人体有 害，操作 时需 用防护设施。(3)激 光 晶体 定 向 法 激 光 定 向法 是 金 刚 石 晶体定 向 的新方 法，也是 利用 金 刚石 的不 同晶面 对激光照射会产 生不同的衍射 图案 的原理来定 向 的。根据这 一工作 原理所制成 的激 光定 向仪结构 示 意 图见 图 1 L 7 J。图 1 金 刚石 晶体 激 光定 向仪 结 构示 意 图 相 比 X 射线 晶体 定 向法，激 光 晶体定 向法 具 有操 作安全、设 备价格较低 的优 点，且 定向精 度也 比较 高。一般 来说，如 果要求 金刚 石 刀具 获得最 高 的 强度，应选 用(1 0 0)晶 面作 为刀具 的前后 刀面；如 果 要 求 金 刚 石 刀 具 抗 机 械 磨 损，则 选 用(1 1 0)晶面 作 为刀具 的前 后刀面；如 果要求 金 刚石 刀具抗化 学 磨损，则 宜 采 用(1 1 0)晶 面 作 刀 具 的前 刀 面，(1 0 0)晶面作 后 刀面，或者 前后 刀 面都 采用(1 0 0)晶 面 8 9 l。2 金 刚 石刀 具 刃磨 工 艺 方 法 金 刚石 刀具 刃磨工 艺方法 是 获得 刃 口锋 利、表 面粗糙 度值 小、刃 口锯齿 度 小的金 刚 石刀具 的 关键。目前见诸于文献 的金刚石刀具 刃磨工艺方 法 有 如 下 8种 1。“。(1)机械 研磨 法 1 传统 的机 械研 磨方法 一 般在直径 为 3 O 4 0 c m 的铸铁 研磨 盘上涂 上一层 混 有尺 寸为 1 5 O m 的金 刚 石粉 末研 磨膏进 行 预研，使金刚石粉末嵌入铸铁研磨 盘微孔，然后采 】66 用 5 0 r mi n典 型转 速对 金刚石 刀具进 行研 磨，其 本 质就是金刚石 与金刚石的对研。传统 的机械 研磨 方法 由于磨 盘转 速高，正 压 力大，研磨 时的摩擦力大，故研磨效率高。但 由于 这种研 磨方法 具有 不连 续的 冲击作用，得 到 的金 刚石 刀具锯齿 度 和变 质层厚 度较大，表 面粗糙 度 值(R a)也较 大，一般为 0 O 5 1 m。据 国外 文献 报道，当金 刚 石刀具 切削 刃钝 圆半径达 到纳 米级 时，可采 用金 刚石 刀具和 研磨 盘间距 为几 十纳米 的零 载 荷 空 转，这 种 情 况 下 也 可 以去 除 刀具 材 料。此 时 必 须 考 虑 刀 具 和 间 距 的 尺 寸 效 应，刀 具 和 磨 盘 之 间会 产 生 静 电 力 和 空 气 动 力，把 金 刚 石 刀 具 表面 的碳原子 层逐 层吸掉 1 引。所 以从理论 上讲，机 械抛 光法 可 以使 表面粗 糙 度值(R a)达 到几 个 纳 米。(2)离子 束溅 蚀 法 1 4,l S 离子束 溅蚀 法是 采 用 高能氩 离子轰 击 金刚石 刀具表 面的碳 原子，使 刀 具 碳 原 子 逐 个 排 除 的微 细 加 工 方 法，适 用 于 加 工 微 小 金 刚 石 刀 具，所 得 到 的 金 刚 石 刀 具 表 面 粗 糙度值(Ra)为几个纳米。(3)热化 学抛 光 法L l u 热 化学抛 光 法一 般 是 在 流 动 氢气(或 4 H +9 6 Ar)气 氛 中、7 5 O 1 0 5 0 C高 温下，金刚 石 刀具 表 面 与低 碳 钢(或 纯 铁)研 磨 盘 接 触 并 滑 移，金 刚 石 刀具 表 面 活 化 碳 原 子扩散 到低碳钢(或纯铁)晶体中而达到刀具材料 去 除 目的。扩 散 到低 碳 钢(或 纯 铁)中 的碳 原 子 与 周 围 的 氢 气 反 应 生 成 甲烷 并 随 气 流 排 出。热化 学抛 光效 率取决 于碳原 子 的扩 散速 率，影响 因素有 温度、正压力、磨盘转速 等。该方 法可 使金 刚石刀具表 面粗糙 度值(Ra)达到几 个纳米，表 面 变 质层 较 浅。(4)无 损 伤 机 械 化 学 抛 光 法 L l。此 方 法 在 Na oH 溶 液 中加 入 适 量 的微 细 金 刚 石 粉 末 和 更 加 细的硅 粉，通 过强 静 电作 用使硅 粉 吸附在 金刚 石 粉末之 上，然 后把 它们 涂覆在 多孔 制铸铁 研磨 盘 上对金 刚石 刀具进 行研 磨，其 实质是 微细 硅粉 和 金 刚 石 刀 具 表 面 碳 原 子 发 生 化 学 反 应，通 过 硅 微 粉 的微磨 削作用把反应层 刮掉。该方 法的磨削效 率极低，约每分钟 一个原子层。(5)真空等 离子化 学抛 光法 1 图 2是真空 等离子化学抛光法 的加工原理 图。转动 的研磨 盘 被 中间的高 真空 区分为 左右两部 分，左边 为沉 淀 区，表 面是 采 用 真 空 等 离 子 物 理 气 相 沉 积(P VD)所制得 的氧化硅镀 层，右边 为金刚石刀具研磨 区。刀具 材 料 去 除 过 程 是 金 刚 石 刀 具 表 面 活 化 碳 原 子 在研 磨 区被 氧化硅所 氧化，生成 C 0或 C 0 后 由 维普资讯 http:/ 金刚 石 刀具技 术 的发展 状况 宗 文俊李旦王 洪祥 等 真 空泵 抽 出。该方 法研 磨 出 的金 刚石 刀具 刃 口质 量非 常 高，但 刀 具 材 料 去 除 率 比较 低，一 般 约 为 每 秒 0 2 5 7 5 0个 原 子 层。(6)化 学 辅 助 机 械 抛 光 与 光 整 高 真 空 区 图 2真 空 等 离 子 化 学 抛 光 加 工 原 理 珐L 1 该方法 是 先 对金 刚石 刀具 进 行传 统 的机 械研磨，得 到表面 比较粗 糙(R a G l p m)和尺寸精 度不太高 的刀具 原形后再对其进行化学抛 光和光 整。化 学 抛 光 和 光 整 是 将 坩 埚 中 的 KN0。晶 体 加热到 6 5 0-9 0 0 ，使 其变成熔融 的液体后倒 到 旋 转 的 Al 0。研磨 盘上，然后 把金 刚石 刀具研 磨 部分浸入熔融 的 KNO。液体 中。高温液体 中的金 刚 石 表 面 碳 原 子 发 生 活 化，与 高 氧 化 性 的 KN0。进行氧化反应，生成 C 0 或 C0 气体排出。该过程 的氧化作用在金 刚石刀具与研磨盘接触 的表 面波 峰处 比较激 烈，即波 峰处材料去除率高，以此达到 化学抛光、光整 的 目的，可得 到质量很 高的金刚石 刀具，表面粗糙度值(Ra)可达 几个 纳米。(7)氧化 刻蚀 珐L 1 0 该 方法 采用 高纯度 氧 气或含氧 水蒸 气，使金 刚石 表面碳原 子在 高温作 用 下(纯 氧 1 1 0 0 ，含 氧水 蒸 气 6 o 0 9 0 0 C)发 生 氧化反应 形成碳 氧 化物，并 随氧气 流或水 蒸气 流 一起排 出。用此方法 加工后 的金刚石表面粗糙度 值(Ra)可 达几个纳米。(8)激 光 刘蚀 珐 L 1 叩 该 方 法 采 用 1 1 0 0 Hz 的单束或 多束 Nd YAG激 光照射 金刚石表面使 其在 局部 高温作用下发生烧蚀。考虑到多晶金刚 石 晶体 的晶界对 加 工精度 有影 响，所 以本方法 只 适合对 单晶体金 刚石表 面进 行粗加工。经过刻蚀 后 的金刚石表面粗糙度 值(R a)可 达几 十纳米。上述 8种方法，除 了机械研磨法 外，都 能得 到 刃 口锯齿 度小、表 面光 洁度高(R a为几个 纳米)、变质层深度小 的高质量金 刚石 刀具。3 金 刚石 刀 具 刃 口检 测 方 法 刃磨后 的金 刚石刀具 刃 口及刀面质量将直接 影 响被加工零件表 面质 量完整性。如切 削刃钝 圆 半 径 D 过 大，会 增 加 刀具 切 入 工 件 的 难 度、增 加切 削 力、加 大 表 面 的 变 形 程 度 及 变 形 层 深 度，刃 口锯 齿度、刃 口和 刀面 的表 面粗 糙度、波度 都会复印到 已加工工件表面等。所 以，在超精密切 削加工 中，金 刚 石 刀 具 刃 口的 锋 利 度、刃 口及 刀 面 的 表 面 粗 糙度、刃 12 1 的几何精 度是 衡量 金刚 石刀具 质量 的 重要技术指标。一般来 说，高精度金 刚石车刀 刃磨 指标 为刃 12 1 钝 圆半 径 ID 0 0 5 m，刃 口及刀 面表 面粗糙 度值 R a 0 0 1 m 或更 小，线轮廓 度 和圆 轮廓度不 大于 0 0 5 g m 或更小。因此，选 择合理 的 金 刚石 刀具 刃 口检测 方法是保证 刀具 刃磨质量 的 重要 手 段 之 一。目前 国际上最流行 的测量金 刚石刀具切削刃 钝 圆半 径 的方法 是扫 描 电子 显 微镜 法(s c a n n i n g e l e c t r o n mi c r o s c o p e，S E M)。由于采 用该方 法 之 前必须 在金 刚石表 面镀上 一层 导 电薄膜，故测 量 不能反 映刀具 刃 口及 刀 面 的真 实形貌，且 当刀具 刃 口钝 圆半径 l D 1 0 0 n m 后，该方 法 的分 辨率 明 显 不够，图像 边缘 比较 模 糊，难 以实 现 1 0 0 n m 精 度 内 的 有 效 测 量。国际上 已 出现 了一 些高 精度 的测量 方法，如 E l 本 国立横 滨大 学 Na k a y a ma等 2 1 3 提 出用 S E M 检测 的细金线压痕法、美 国 Ok l a h o ma大学 L u c c a 等 2 提 出的直 接 用 原 子 力 显 微 镜(a t o mi c f o r c e mi c r o s c o p e，AF M)测 量 金 刚石 刀 具 切 削 刃 钝 圆 半 径、哈尔 滨工 业大学 唐文彦 2 提 出的光学散 射法 以 及 国 际 上 一 些学 者 提 出 的 改进 的 S EM 法 等。最 近，哈 尔 滨 工 业 大 学 精 密 工 程 研 究 所 孙 涛 等L 2 卜 对 AFM 测 量 金 刚石 刀 具 切 削刃 钝 圆半 径作 了相应 的研 究，开发 出基 于原 子力微探 针原 理 的具 有纳米精 度 的刃 口三坐 标测 量 系统，其测 量 精 度 可 达 到 2 0 n m，可 以满 足 对 金 刚石 刀具 刃 口检测精度 的要求。各 测量方法所 能达到 的测量 精度见表 1 L 2 。表 1 各种测 量 刀具 刃 口钝 圆半 径方 法 的对 比。测 量 方式 基本 原理 分 辨率 测 量域 缺陷 方 式 观 测 和 对 比 刀 几 十 分段 低 精度 S EM 法 间接 刃侧投 影 纳 米 全域 无 标准 S EM 测得 切 屑 几 十 低 精度 切 屑 法 部 分 间接 厚度作 推 测 纳 米 无标 准 金线 用 刃 口压 金线，几 十 低 精 度 压痕 法 然后 测压 痕 纳 米 全 域 间 接 无标准 光学 分 段 低精 度 散 射法 光 强及 其分 布 I O O n m 间接 全 域 无标 准 改进 S E M 加 2个 二 分段 低 精度 5 n m 间接 S EM 法 次检测 器 全域 无标准 直 接 用 AF M 直 接 范 围小，3 n m 小部 分 直接 AF M 法 扫描 定性 4 刃 磨机 理 的研 究状 况 金 刚石 晶体 刃磨 时材料去除机理 的研究是 且 1 16 7 维普资讯 http:/ 中国机械工程第 1 4卷第 1 3期 2 0 0 3年 7月上半月 前 国际上 的热 门课题，深 入理解 材料 的去 除机 理 有 助 于金 刚 石刀具 的设 计 和 刃磨 工艺 方 法 的开 发。1 9 2 0年 To l k o ws k y L 2 根据 所 观测 研 磨后 的 金刚 石表 面微观切 屑 的形态 和晶体 的各 向异性，提 出可 以用微 观解理来解释各 晶面晶 向上 的研磨 机理；1 9 6 5年 B o wd e n等 2 胡 提 出热 磨 损 的机 理，并认 为高 温可使金 刚石 烧坏 或碳 化而 去除 材料，以达到研 磨 的 目的；1 9 9 0年 B r e z o c z k y等 2 9 提 出 金 刚石在 没有 明显接 触研 磨盘 的情 况下，金 刚石 粉 末 与 磨 盘 之 间摩 擦 生 电致 静 电 吸 力 而 去 除 刀 具 材 料的 电致磨损机理，1 9 9 7年 Gr i l l o等】。对这一 现象用实验进行 了验 证；1 9 9 2年 C o u t o等L 3 0 通过 AF M、扫 描 隧道 显 微 镜(s c a n n i n g t u n n e l i n g mi c r o s c o p e，S TM)研 究 刃 磨 后 的 金 刚 石 表 面，发 现 难 磨 方 向 有 粗 糙 的 沟 槽 阵 列，并 提 出 在 金 刚 石 难 磨 方 向是 以断 裂、微 小 切 屑 的 形 式 去 除 刀 具 材 料 的研 磨机理；C o u t o等 L 3 妇 又通过 AF M、S T M 研究 刃 磨 后 的 金 刚 石 表 面，发 现 易 磨 方 向 有 光 滑 的 纳 米微 观沟槽，提 出 了在金 刚 石易 磨方 向是 以塑性 变 形 的纳 米 沟 槽 形 式 去 除 的研 磨 机 理；1 9 9 6 2 0 0 0年 Gr i l l o等 3 2,3 3 通 过利 用 扫 描透 射 电子显 微 镜(s c a n n i n g t r a n s mi s s i o n e l e c t r o n mi c r o s c o p e，S TE M)、透 射 电 子 显 微 镜(t r a n s mi s s i o n e l e c t r o n mi c r o s c o p e，TE M)观 测 研 磨 后 的金 刚 石 表面，并采 用 电子能 量损 失光 谱(e l e c t r o n e n e r g y l o s s s p e c t r o s c o p y，E E L S)分 析，得 出金刚 石 表面 碎 屑 以无 定 形 组 织 的、较 稀 疏 的 s p。碳 原 子 杂 化 形式存 在 的结论，认 为研磨 过程 中存 在 金刚石碳 原 子 的 s p。杂 化 结 构 向 石 墨碳 原 子 s p 杂 化 结 构 转 变 的研 磨 机理；这一 结 论 也被 We i ma等 I 用 实验进 行 了验 证，他 们认为 当温 度低 于 9 5 0 时，主要 以金 刚 石 表 面 活 化 碳 原 子 的 扩 散 为 主，当 温 度高 于 9 5 0 C时，主要 以金 刚石表面碳 原子 s p。杂 化结 构向石 墨碳原子 s p。杂化结 构转变 为主。目前 比较 成熟 的金刚 石 晶体刃 磨机 理是：在 金刚 石 晶体 的易磨 方 向，主要 是 以致 密 的 s p。碳 原 子 杂化 结 构 向 稀 疏 的 s p。碳 原 子 杂 化 结 构转 变；在金刚石 晶体 的难 磨方 向，以纳米 级微小裂纹 的脆性 断裂为主。它 的微 观解释 是：用金 刚石粉末 研 磨 金 刚 石 的过 程 中，被 研 磨 的 金 刚 石 受 剪 切 应 力作 用而发生应变、原子位错 运动，原子储存变形 能；对 于 易 磨 方 向，变 形 往 往 是 局 部 的、以 键 角 变 化 为 主，所 以单 原 子 变 形 能 就 会 超 过 单 原 子 能 障 发生 s p。碳 原子 杂化结 构 向 s p。碳 原子 杂化结构 转 变；对 于 难 磨 方 向，变 形 往 往 均 化 而 非 局 部，故 】6 8 均化 到单 个原 子 的变形 能超 不出单 原子 能障，因 此 以微小裂纹 的脆性 断裂为 主 3 4,3 5 。5 结 束 语 我 国金 刚石 刀具 加工技 术研究 起点 低，整体 水 平远落 后于 国外，虽 然一些 单位作 了大 量研 究 工 作，但 目前 能把 直线 刃金 刚石 刀具 的切 削刃 钝 圆半径刃磨 到 1 0 0 n m 算是 水平 很高 了，能刃磨 到 5 0 n m 则属 于 相 当高 的水 平，而 圆弧 刃金 刚 石 刀 具还不能刃磨，基本上靠 进 口。分析原 因，一方面 是 因为国 内的研 磨设 备 比较 落后，自主开发 的研 磨设备 的 主轴 回转精 度 和磨盘平 面精度 也不 高；另一方 面，目前 国内还未 普遍拥 有 自主开发 的较 好 的检测 方法 和检 测仪 器，国外进 口又需 高额 投 资。今后，加 大对金刚石 刀具设计、刃磨工艺 方法 及相 匹配 的检 测技 术 的研究，开 发国产化 的金 刚 石 刀 具，是 我 国 超 精 密 加 工 领 域 的 重 要 课 题 之 一。参 考 文献：1 袁哲 俊，王 先 逵 精 密 和 超 精 密 加 工 技 术 北 京：机 械工业 出版 社，1 9 9 9 2 3 吴 明 根 超 精 密 切 削用 金 剐 石 刀具 及 其 研 磨航 空 精 密制 造技 术，1 9 9 2(6)：9 1 O，2 1 3 3 Wi l k s E M，Wi l k s J Th e R e s i s t a n c e o f Di a mo n d Ab r a s i o nJ o u r n a l o f P hy s i c s D：Ap p l i e d Ph y s i c s，1 972，5：19 02 191 9 4 3 C a s e y M，Wi l k s J Th e F r i c t i o n o f Di a mo n d S l i d i n g o n Po l i s h e d Fa c e s o f Di a mo n d J o u r n a l o f Ph y s i c s D：Appl i e d Phy si c s，1 973，6：1 772 17 81 5 3 F e n g Z，F i e l d J ETh e F r i c t i o n a n d We a r o f D i a mo n d S l i d i n g o n Di a mo n d J o u r n a l o f Phy s i c s D：Appl i e d Phys i cs，199 2，25：A33 A 3 7 6 3 Ue g a mi K，T a ma mu r a K，J a n g K KL a p p i n g a n d Fr i c t i ona l Pr ope r t i e s of Di a m on d a nd Cha r a ct er i s t i c s o f Di a mo n d Cu t t i n g To o 1 J o u r n a l o f Me c h a n i c a l W o r k i n g Te c h n o l o g y，1 9 8 8，1 7(8)：1 4 7 1 5 5 7 3 宋 坚 金 剐 石刀 具 晶体 定 向技术 的研 究 航 天 工 艺，1 9 9 7(1)：5 1 l 8 3张 竞敏，黄 松筠 单 晶 金 剐石 刀 具 的选 料 与 定 向 工 具 技术，1 9 9 9，3 3(7)：1 1 1 3 9 3周 明，袁 哲 俊 金 剐石 刀具 晶面 选 择 对 切 削 过 程 及 耐 用 度 影 响 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报，1 9 9 9，3 1(4)：7 6 79 1 0 Ma l s h e A P，P a r k B S，B r o wn W D，e t a 1 A R e vi e w of Te c hni que s f or Pol i s hi ng and Pl ana ri z i ng Ch e mi c a l l y Va p o r d e p o s i t e d(CVD)Di a mo n d Fi l ms a nd Suhs t r a t es Di amond and Re l at e d M a t e r i a l s，1 9 9 9，8：I 1 9 8 1 2 1 3 维普资讯 http:/ 金 剐石 刀具 技 术 的发展 状 况 宗 文俊李旦王洪祥 等 1 1 张竞 敏 单 晶体 金 刚 石刀 具 的新 型加 工方 法工 具 技术。1 9 9 9，3 3(1 0)：1 O 1 1。1 8 1 2 Ol l i s o n C D。B r o wn W D。Ma l s h e A P。e t a 1 A Co mp a r i s o n of M e c h a n i c a l L a p p i n g Ve r s u s Ch e m i c a l As s i s t e d M e c h a n i c a l P o l i s h i n g a n d P l a n a r i z a t i o n o f Ch e mi c a l Va p o r De p o s i t e d(CVD)Di a mo n d Di a mo n d a n d Re l a t e d M a t e r i a l s，1 9 9 9，8：1 083 1 09 0 1 3 Gr i l l o S E。F i e l d J E I n v e s t i g a t i o n o f t h e P o s s i b i l i t y o f El e c t r i c a l W e a r b y S p a r k i n g i n Di a mo n d P o l i s h i n g W e a r，1 9 9 7。2 1 1：3 O 3 4 1 4 K o s l o ws k i B。S t r o b e l S。Z i e ma n n P I o n P o l i s h i n g o f a Di a m o nd(1 0 0)Su r f a c e Ar t i f i c i a l l y Ro u g h e n e d o n t h e N a n o s c a l e Di a mo n d a n d Re l a t e d M a t er i a l s。2000。9：1l 5 9 1l 63 1 5 Mi y a mo t o I。E z a wa T。Ni s h i mu r a KI o n B e a m M a c h i ni n g o f S i n g l e P oi n t Di a mo n d To o l s f o r Na n o Pr e c i s i o n Tu r ni n g Na n a t e c h n o l o g y，1 99 0。1：44 49 1 6 Z a i t s e v A M，Ko s a c a G，R i c h a r z B，e t a 1 Th e r mo c h e mi c a l Po l i s h i n g o f CVD Di a m o nd Fi l ms Di a mon d a nd Re l a t e d M a t e r i a l s，1 998，7：1l O8 11l 7 1 7 We i ma J A，F a h r n e r W R，J o b RE x p e r i me n t a l I n v e s t i g a t i o n o f t h e P a r a m e t e r De p e n d e n c y o f t he Re mo v a l Ra t e o f t h e The r mo c h e m i c a l l y Po l i s h e d CVD Di a mo n d Fi l ms J So l i d St a t e El e c t r o c h e m。2001。5：1l 2 1 18 1 8 Ha i s ma J，V a n De r Kr u i s F J H MS p i e r i n g s B A C M。e t a 1 Da ma g e f r e e Tr i b o c h e m i c a l P o l i s h i n g o f Di a m o n d a t Ro o m Te mp e r a t u r e：P o l i s h i n g Te c h n o l o g y P r e c i s i o n En g i n e e r i n g，1 9 9 2，1 4(1)：2O 27 1 9 d e Th e i j e F K，R o y O，v a n d e r L a a g N J，e t a 1 Ox i d a t i v e Et c hi n g o f Di a mo n d Di a mo n d a n d Re l a t ed M at er i a l s。2000。9：929 9 34 2 O d e T h e i j e F K，v a n Ve e n e n d a a l E，v a n En c k e v o r t W J P。e t a 1 Ox i d a t i v e Et c h i n g o f Cl e a v e d S y n t h e t i c Di a mon d(1 1 1)S u r f a c e s Su r f a c e SC i e n c e，2001，49 2：91 1 05 -2 1 Na k a y a ma K。Ar a i M。Wa n g Xi a o d u Ev a l u a t i o n o f Cu t t i n g Ed g e S h a r p n e s s b y Tr a n s c r i b i n g t h e Ed g e o n Th i n W i r e J o u r n a l o f t he J a p a n S o c i e t y f o r Pr e c i s i o n En g i n e e r i n g，1 9 8 9，5 5(1 2)：2 2 6 1 226 6 2 2 L u c c a A。S e o Y W。Ko ma n d u r i RE f f e c t o f To o l Ed g e Ge o m e t r y o n En e r g y Di s s i p a t i o n i n U l t r a p r e c i s i o n M a c h i n i n g An n a l s o f t h e CI RP，1 9 9 3，4 2 (1)：8 3 8 6 2 3 唐 文 彦利 用散 射 光 测量 有 椭 圆 形 刃 口 的金 刚 石 刀 具锋 利度 的原 理仪 器仪 表 学报。1 9 9 4。1 5(3)：229 23 4 2 4 孙 涛。谭 久 彬。董 申 天 然 金 刚 石 刀具 的 研磨 及 其 切削 刃钝 圆半 径检 测 技 术 制造 技 术 与 机床。1 9 9 8 (8)：2 4 2 6 2 5 3 孙 涛，谭 久彬。董 申基 于原 子 力 显 微 镜 扫 描 的金 刚 石 刀具 纳 米 刃 口轮 廓 测 量 方 法 研 究 仪 器仪 表 学 报。2 0 0 0。2 1(3)：5 4 5 7 2 6 孙涛。谭 久 彬。董 申用 原 子 力 显微 镜 扫 描 测 量金 剐石 刀具 刃 口半径 工具 技 术，1 9 9 9，3 3(1)：3 O 3 2 2 7 T o l k o ws k y M Re s e a r c h o n t h e Ab r a d i n g Gr i n d i n g o f Dia mo n d：D S c Di s s e r t a t i o n L o n d o n：Un i v e r s i t y o f L o n d o n，1 9 2 0 2 8 B o wd e n F P。Ta b o r DP h y s i c a l P r o p e r t i e s o f Di a mo n d 0 x f o r d：Cl a r e n d o n Pr e s s，1 9 6 5 2 9 B r e z o c z k y B，S e k i H Tr i b o a t t r a c t i o n：F r i c t i o n u n d e r Ne g a t i v e Lo a d La n g m u i r，1 9 9 0，6(6)：1 1 41 1 1 48 3 O C o u t o M。v a n E n c k e v o r t W J P，S e a l M，e t a 1 S c a n n i n g Tu n n e l i n g M i c r o s c op y o f P o l i s h e d D