為了研究超微細結(jié)晶金剛石涂層銑刀的切削加工性能，通過切削試驗對超微細結(jié)晶金剛石涂層銑刀與未涂層超硬銑刀在被加工表面粗糙度、抗粘著性和薄膜韌性等方面的優(yōu)劣進行了分析對比。

    2.1 被加工表面粗糙度
    人造金剛石涂層是在基材表面形成晶核（微小的金剛石粒子）、晶核沿柱狀成長所構(gòu)成的金剛石多結(jié)晶集合體。金剛石涂層薄膜表面凹凸不平，通常表面粗糙度為Ry4～10μm。鍍有金剛石薄膜的切削刀具在加工鋁合金時，其凹凸不平的表面形狀會影響到被加工表面的粗糙度，因此難以獲得精加工所期待的光潔表面。未涂層的超硬合金刀具雖然能獲得比較光潔的加工表面，但刀具刃部在很短的加工過程中就產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，從而影響工件表面粗糙度并導致刀刃的早期磨損，使之達不到預期的使用壽命。OSG公司研制開發(fā)的超微細結(jié)晶金剛石薄膜不僅平坦光滑，并且與普通金剛石涂層銑刀的表面相比，超微細結(jié)晶金剛石薄膜涂層銑刀表面具有很好的光澤度。

    采用超微細結(jié)晶金剛石涂層φ10mm雙刃銑刀對鋁合金材料A7075進行切削試驗。切削條件為：線速度200m/min，切削進給速度0.05mm/刃，切削深度0.1*10mm。試驗結(jié)果顯示被加工鋁合金工件表面與未涂層超硬銑刀加工出的表面具有同等水平的光潔度。

    2.2 抗粘著性
    金剛石刀具干切削鋁合金時具有非常優(yōu)秀的抗粘著性。金屬化合物薄膜（如TiN、TiCN、TiAlN、CrN等）雖然有良好的加工特性，但在切削加工過程中薄膜會很快磨損。薄膜發(fā)生磨損后，其表面形狀會發(fā)生改變甚至露出基材表面，從而引起鋁合金的粘著現(xiàn)象。而金剛石涂層刀具在加工鋁合金時的磨耗非常微小，長時間使用后仍具有良好的抗粘著性并保持良好的切削加工性能。

    分別采用未進行金剛石涂層的超硬合金銑刀和超微細結(jié)晶金剛石涂層銑刀對鋁合金ADC12（含Si量12%）進行干切削粗加工試驗。銑刀直徑均為φ10mm，切削條件為：線速度300m/min，切削進給速度0.15mm/刃，切削深度2.5*8mm。試驗時，未進行金剛石涂層的超硬合金銑刀在切削加工的初期由于刀尖發(fā)生粘著現(xiàn)象，切屑的排出受到很大影響進而引起溝槽內(nèi)切屑阻塞，粘著現(xiàn)象逐漸嚴重；而超微細結(jié)晶金剛石薄膜涂層銑刀僅在刀尖部位有鋁合金摩擦過的白色痕跡而未發(fā)生粘著現(xiàn)象。

    在上述切削條件下進行了刀具壽命對比試驗，未涂層的超硬合金銑刀由于發(fā)生了粘著現(xiàn)象，經(jīng)過很短時間的切削后就不能再使用；而超微細結(jié)晶金剛石涂層銑刀在切削長度達到700m以后仍可繼續(xù)使用。由此可見，超微細結(jié)晶金剛石涂層刀具對于鋁合金的干式切削加工具有非常優(yōu)良的切削性能。

    另外，普通金剛石薄膜的結(jié)晶粗大、表面凹凸不平，在干切削鋁合金時，涂有這種金剛石薄膜的刀具在晶粒與晶粒間的凹部很容易產(chǎn)生粘著，從而降低被加工材料的加工精度和表面粗糙度。而超微細結(jié)晶金剛石薄膜表面粗糙度在Ry1μm以下，切削試驗中觀察不到有粘著現(xiàn)象發(fā)生。

    2.3 薄膜韌性
    由于普通金剛石薄膜是在基材表面形成金剛石晶核后，晶核沿柱狀成長形成的多結(jié)晶集合體，因此在這種柱狀晶界間容易形成細微裂紋進而導致薄膜的損壞。而超微細結(jié)晶金剛石薄膜的晶粒微小，可有效防止細微裂紋的擴展，從而具有較高的韌性。

    分別采用普通金剛石薄膜涂層銑刀和超微細結(jié)晶金剛石薄膜涂層銑刀對鋁合金ADC12進行濕式切削試驗，切削條件為：線速度400m/min，切削進給速度0.05mm/刃，切削深度0.1*10mm。在進行了切削長度為1108m的切削試驗后，普通金剛石薄膜涂層銑刀尖部發(fā)生了崩刃現(xiàn)象；超微細結(jié)晶金剛石薄膜銑刀僅有少許的磨損，而刀刃仍保持良好的狀態(tài)。