中文名稱：硬質合金 英文名稱：hardmetal;cemented carbide 定義：由作為主要組元的難熔金屬碳化物和起黏結相作用的金屬組成的燒結材料，具有高強度和高耐磨性。 所屬學科： 機械工程(一級學科) ；機械工程(2)粉末冶金(二級學科) ；粉末冶金材料與製品(三級學科)
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由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鑽頭、鏜刀等，用於切削鑄鐵、有色金屬、塑膠、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不鏽鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。現在新型硬質合金刀具的切削速度等於碳素鋼的數百倍。
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名詞解釋
主要生產國家
分類與牌號
性能特點
燒結成型
發展趨勢
選用指南
[編輯本段]名詞解釋
拼音：yìngzhìhéjīn 英文：cemented carbide 硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金製品。 ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等，由於硬度和熔點特別高，統稱為硬質合金。下面以碳化物為重點來說明硬質含金的結構、特徵和套用。 ⅣA、ⅤA、ⅥA族金屬與碳形成的金屬型碳化物中，由於碳原子半徑小，能填充於金屬品格的空隙中並保留金屬原有的晶格形式，形成間充固溶體。在適當條件下，這類固溶體還能繼續溶解它的組成元素，直到達到飽和為止。因此，它們的組成可以在一定範圍內變動（例如碳化鈦的組成就在TiC0.5～TiC之間變動），化學式不符合化合價規則。當溶解的碳含量超過某個極限時（例如碳化鈦中Ti︰C＝1︰1），晶格型式將發生變化，使原金屬晶格轉變成另一種形式的金屬晶格，這時的間充固溶體叫做間充化合物。 金屬型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點都在3273K以上，其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K，是當前所知道的物質中熔點最高的。大多數碳化物的硬度很大，它們的顯微硬度大於1800kg•mm2（顯微硬度是硬度表示方法之一，多用於硬質合金和硬質化合物，顯微硬度1800kg•mm2相當於莫氏一金剛石一硬度9）。許多碳化物高溫下不易分解，抗氧化能力比其組分金屬強。碳化鈦在所有碳化物中熱穩定性最好，是一種非常重要的金屬型碳化物。然而，在氧化氣氛中，所有碳化物高溫下都容易被氧化，可以說這是碳化物的一大弱點。 除碳原子外，氮原子、硼原子也能進入金屬晶格的空隙中，形成間充固溶體。它們與間充型碳化物的性質相似，能導電、導熱、熔點高、硬度大，同時脆性也大。 硬質合金的基體由兩部分組成：一部分是硬化相；另一部分是粘結金屬。 硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物，如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭，它們的硬度很高，熔點都在2000℃以上，有的甚至超過4000℃。另外，過渡金屬的氮化物、硼化物、矽化物也有類似的特性，也可以充當硬質合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。 粘結金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷和鎳。 製造硬質合金時，選用的原料粉末粒度在1～2微米之間，且純度很高。原料按規定組成比例進行配料，加進酒精或其他介質在濕式球磨機中濕磨，使它們充分混合、粉碎，經乾燥、過篩後加入蠟或膠等一類的成型劑，再經過乾燥、過篩製得混合料。然後，把混合料制粒、壓型，加熱到接近粘結金屬熔點（1300～1500℃）的時候，硬化相與粘結金屬便形成共晶合金。經過冷卻，硬化相分布在粘結金屬組成的格線里，彼此緊密地聯繫在一起，形成一個牢固的整體。硬質合金的硬度取決於硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越細，則硬度也越大。硬質合金的韌性由粘結金屬決定，粘結金屬含量越高，抗彎強度越大。 1923年，德國的施勒特爾往碳化鎢粉末中加進10％～20％的鈷做粘結劑，發明了碳化鎢和鈷的新合金，硬度僅次於金剛石，這是世界上人工製成的第一種硬質合金。用這種合金製成的刀具切削鋼材時，刀刃會很快磨損，甚至刃口崩裂。1929年美國的施瓦茨科夫在原有成分中加進了一定量的碳化鎢和碳化鈦的複式碳化物，改善了刀具切削鋼材的性能。這是硬質合金髮展史上的又一成就。 硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鑽頭、鏜刀等，用於切削鑄鐵、有色金屬、塑膠、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不鏽鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。現在新型硬質合金刀具的切削速度等於碳素鋼的數百倍。 硬質合金還可用來製作鑿岩工具、採掘工具、鑽探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯裡、精密軸承、噴嘴等。 近二十年來，塗層硬質合金也問世了。1969年瑞典研製成功了碳化鈦塗層刀具，刀具的基體是鎢鈦鈷硬質合金或鎢鈷硬質合金，表面碳化鈦塗層的厚度不過幾微米，但是與同牌號的合金刀具相比，使用壽命延長了3倍，切削速度提高25％～50％。20世紀70年代已出現第四代塗層工具，可用來切削很難加工的材料。 硬質合金是怎樣燒結而成的？ 答硬質合金是將這種或多種難熔金屬的碳化物和粘接劑金屬，用粉末冶金方法製成的金屬材料。
[編輯本段]主要生產國家
世界上有50多個國家生產硬質合金，總產量可達27000～28000t-，主要生產國有美國、俄羅斯、瑞典、中國、德國、日本、英國、法國等，世界硬質合金市場基本處於飽和狀態，市場競爭十分激烈。中國硬質合金工業是50年代末期開始形成的，60～70年代中國硬質合金工業得到了迅速發展，90年代國中國硬質合金總生產能力達6000t，硬質合金總產量達5000t，僅次於俄羅斯和美國，居世界第3位。
[編輯本段]分類與牌號
WC刀具①鎢鈷類硬質合金 主要成分是碳化鎢（WC）和粘結劑鈷（Co）。 其牌號是由“YG”（“硬、鈷”兩字漢語拼音字首）和平均含鈷量的百分數組成。 例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其餘為碳化鎢的鎢鈷類硬質合金。 TIC刀具②鎢鈦鈷類硬質合金 主要成分是碳化鎢、碳化鈦（TiC）及鈷。 其牌號由“YT”（“硬、鈦”兩字漢語拼音字首）和碳化鈦平均含量組成。 例如，YT15，表示平均WTi＝15％，其餘為碳化鎢和鈷含量的鎢鈦鈷類硬質合金。 鎢鈦鉭刀具③鎢鈦鉭（鈮）類硬質合金 主要成分是碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（或碳化鈮）及鈷。這類硬質合金又稱通用硬質合金或萬能硬質合金。 其牌號由“YW”（“硬”、“萬”兩字漢語拼音字首）加順序號組成，如 YW1。
[編輯本段]性能特點
硬質合金焊接刀片硬度高（86～93HRA，相當於69～81HRC）； 熱硬性好（可達900～1000℃，保持60HRC）； 耐磨性好。 硬質合金刀具比高速鋼切削速度高4～7倍，刀具壽命高5～80倍。製造模具、量具，壽命比合金工具鋼高 20～150倍。可切削50HRC左右的硬質材料。 但硬質合金脆性大，不能進行切削加工，難以製成形狀複雜的整體刀具，因而常製成不同形狀的刀片，採用焊接、粘接、機械夾持等方法安裝在刀體或模具體上使用，相關人才較多集中在鋼鐵英才網。
[編輯本段]燒結成型
硬質合金燒結成型就是將粉末壓製成坯料，再進燒結爐加熱到一定溫度（燒結溫度），並保持一定的時間（保溫時間），然後冷卻下來，從而得到所需性能的硬質合金材料。 硬質合金燒結過程可以分為四個基本階段： 1：脫除成形劑及預燒階段，在這個階段燒結體發生如下變化： 成型劑的脫除，燒結初期隨著溫度的升高，成型劑逐漸分解或汽化，排除出燒結體，與此同時，成型劑或多或少給燒結體增碳，增碳量將隨成型劑的種類、數量以及燒結工藝的不同而改變。 粉末表面氧化物被還原，在燒結溫度下，氫可以還原鈷和鎢的氧化物，若在真空脫除成型劑和燒結時，碳氧反應還不強烈。粉末顆粒間的接觸應力逐漸消除，粘結金屬粉末開始產生回復和再結晶，表面擴散開始發生，壓塊強度有所提高。 2：固相燒結階段（800℃--共晶溫度） 在出現液相以前的溫度下，除了繼續進行上一階段所發生的過程外，固相反應和擴散加劇，塑性流動增強，燒結體出現明顯的收縮。 3：液相燒結階段（共晶溫度--燒結溫度） 當燒結體出現液相以後，收縮很快完成，接著產生結晶轉變，形成合金的基本組織和結構。 4：冷卻階段（燒結溫度--室溫） 在這一階段，合金的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產生某些變化，可以利用這一特點，對硬質合金進行熱處理以提高其物理機械性能。 硬質合金性能及套用推薦 ： 牌 號 密 度 g/cm 抗彎強度 N/mm 硬 度 (HRA) 推 薦 用 途
YF10 14.80—15.10 ≥1880 ≥92.5 適於鑄鐵、有色金屬及低合金鋼的半精加工以及石墨剎車片方面的新型材料加工。
YF10.1 14.80—15.15 ≥1950 ≥92.0 有較高的硬度和耐磨性，適用於高速拉絲模，刀具，棒材，耐磨件等。
YF10.2 14.30—14.65 ≥2430 ≥91.8 有很高的綜合性能，廣泛用於電子，金屬，木工，竹子等行業的刀具。也可用於高性能耐磨件領域。
YF10.3 14.80—15.05 ≥2200 ≥91.8 有較高的硬度和強度，適用於加工纖維板等行業的竹木刀具
YL80 13.75—14.05 ≥3200 ≥89.5 有很高的硬度和韌性，適用於生產電子行業及衝壓模具板材。也可用於冷鐓行業強束模等。
YL80.1 14.70—14.90 ≥2320 ≥90.5 有較高的耐磨性，用於粉末冶金模具、耐磨件、密封環等。
YL80.2 14.00—14.20 ≥2800 ≥87.5 適於製作中小規格手錶零件、樂器彈簧片的衝壓模具, 冷鐓行業強束模等，以及軋輥用料，剪下矽鋼矽鋼用剪扳機刀具。
YL80.3 13.50—13.80 ≥2640 ≥85.0 適於生產在較大應力下衝壓模具用板材。
YL90 13.50—13.70 ≥2500 ≥83.0 具有較高的強度和抗疲勞韌性，適於製作大規格縮頸模、六片模，螺母模下仁。
YL90.1 13.90—14.10 ≥2340 ≥84.5 有較高的耐磨性和韌性，適於製作一般耐衝擊鍛造模，冷沖模具和螺母模上仁。
YL90.2 13.70—13.90 ≥2400 ≥83.5 適於中規格螺栓縮頸模和螺母模上仁。
YL90.4 13.20—13.40 ≥2600 ≥82.0 具有很高的強度和抗疲勞韌性，用於螺母模下仁、全鎢一衝等有較大衝擊力的冷墩、冷沖、冷壓模具。
YL90.5 13.00—13.20 ≥2760 ≥81.8 具有很好的抗衝擊力，抗疲勞韌性，用於工作載荷很大，應力顯著條件下的冷衝壓模具。
YL 90L 13.20—13.40 ≥2450 ≥82.0 用於一般冷沖螺絲模具和切斷剪刀片。
YL100 13.45—13.60 ≥3050 ≥84.5 用於沉頭、喇叭頭、三角模主模等
[編輯本段]發展趨勢
韓國YesTool公司推出的“KRUZ”硬質合金機夾孔加工刀具，採用了硬質相晶粒分別為0.2+0.5+0.8μm的混合型高鈷(13%)超細晶粒度基體，使刀具基體材料的強度和硬度都有較大的提高，配以接近整體型鑽頭強度的機夾刀片幾何結構和夾緊方式以及獨創的鑽尖設計和高性能的氮化鈦(TiN)與氮鋁化鈦(TiAlN)納米物理塗層(PVD)，不僅適用於加工軟質到硬質工件，甚至對極難加工的特殊材料工件，都能體現出優秀的切削性能。 瑞典山特維克可樂滿公司(SandvikCoromant)新推出的鋼材車削牌號GC4225、GC4235，採用了超細晶粒的梯度硬質合金基體，配以氮碳化鈦中溫化學塗層(MT-CVD)和細晶柱狀a-Al2O3化學塗層，表面則採用消除表面應力的後處理工藝，即通過噴丸處理去掉前刀面CVD塗層的拉應力表層(TiN)，使露出表面的Al2O3的拉應力下降40%，內層塗層的應力下降20%，顯著改善了刀片的抗微崩刃性能和抗剝落能力，在提高刀刃完整性和可靠性的同時還提高了塗層表面的光潔度，降低了刀片與切屑之間的粘結性。GC4225可覆蓋從粗加工到精加工80%的套用領域，與一般的P25刀片比較刀具壽命可提高60%，生產效率提高33%，為鋼件加工的首選牌號。株洲鑽石切削刀具股份有限公司繼兩年前推出用於鑄鐵加工的YBD系列黑金剛牌號後，新推出的用於鋼材加工的第二代黑金剛系列牌號——YBC152和 YBC252也採用了表面富鈷的梯度硬質合金基體材料，配以厚層的纖維狀TiCN和細晶粒Al2O3的CVD塗層，具有極強的抗塑性變形能力和刃口強度，特別適合鋼材的高速加工。新一代黑金剛牌號刀片在相同切削條件下，可提高切削速度25%以上；在同樣切削速度下，刀具壽命可提高30%以上。在本次展會上推出表面富鈷梯度硬質合金基體材料新牌號的還有：美國Kennametal公司的通用材質牌號KU30T、Valenite公司的加工不鏽鋼牌號VP5535、以色列iscar公司的適用於高速加工的改進型Al2O3MT-CVD複合塗層“a-TEC”系列(如：IC9150、IC9250、IC9350)牌號等。 在硬質合金中添加少量的元素可強化材料的硬質相和粘結相、淨化晶界並顯著提高材料的抗彎強度和衝擊韌性。日本住友電工硬質合金株式會社推出的ACE系列塗層牌號(AC700G、AC2000、AC3000)，採用了加鋯(Zr)的硬質合金基體材料，使新牌號基體材料的紅硬性大幅度提高。日立工具技術株式會社新推出的HG系列塗層新牌號(HG8010、HG8025)則採用了所謂“三重鋯效果”的CVD塗層新技術，其“第一重鋯效果”就是在硬質合金基體材質中添加了鋯(Zr)元素，以提高基體的抗高溫變形能力；“第二重鋯效果”則是用細晶柱狀的鋯(Zr)塗層取代通常的MT-TiCN塗層，從而提高了塗層的抗氧化性；“第三重鋯效果”則是在塗層表面塗覆一層白色的鋯(Zr)塗層，以提高刀具表面的潤滑性、耐熱性和抗剝落性。這種新型塗層牌號刀片具有良好的耐熱性，特別適用於高效加工，與傳統刀片相比，可提高加工效率150%，降低加工成本20～30%。 超細晶粒硬質合金得到了越來越廣泛的採用。除上述幾家公司的新牌號採用了超細晶粒硬質合金基體外，Kennametal公司推出的新牌號KC5525、KC5510也採用了晶粒細化的高鈷硬質合金基體，擁有鈷含量達10%的超級細化晶粒的硬質合金基體，配以高鋁含量的TiAlNPVD塗層，使刀具在斷續切削時具有很高的刃口韌性的同時，又具有極強的抗熱變形能力。ISCAR公司推出的用於整體硬質合金立銑刀的“AL-TEC”塗層系列(如：IC900、IC903、IC908、IC910等)牌號，同樣採用了超細晶粒硬質合金基體，配以高鋁含量TiAlN(PVD)塗層，使其在銑削加工硬度高達60～62HRC的淬硬鋼時，與原有的IC903牌號相比，刀具壽命提高150%。Valenite公司的用於鑄鐵高速車削加工的VP1595牌號，也是在超細晶粒硬質合金基體上，採用MT-CVD塗覆18μm厚的TiCN/Al2O3/TiC塗層，後刀面則塗覆了一層灰色的TiC，以便於觀察刀具刃口的磨損情況和刀片轉位，該牌號在粗加工球墨鑄鐵時，加工效率比其它K05～K10牌號提高50%。 從上述新牌號可以看出，伴隨著基體材料性能的改進和提高，刀具塗層技術取得了更為迅猛的發展，中溫化學塗層、柱狀a-Al2O3化學塗層、高性能物理塗層、新型原子塗層、納米結構塗層、黃色三氧化二鋁化學塗層、白色鋯塗層、高鋁含量TiAlN塗層、TiSiN塗層、CrSiN塗層、AlCrSiN塗層、TiBON塗層等大量新型塗層呈現多樣化和系列化的趨勢，使硬質合金材料新牌號層出不窮，大大提高了硬質合金刀具的切削加工性能。 瑞典山高(SECO)公司繼兩年前推出TP1000、TP2000、TP3000三個高性能ISO-P類硬質合金塗層牌號後，新推出了號稱“新行業標準”的TP2500通用型ISO-P類硬質合金塗層新牌號，它是在山高公司新一代Triple-Zero基體材質上，採用了被稱為DurAtomic的塗層技術而形成的全新的硬質合金塗層牌號。DurAtomic塗層的a-Al2O3由原子長成，與通常的CVD塗層所生成的a-Al2O3相比，DurAtomic塗層具有更高的耐磨性和韌性。TP2500被設計成普通鋼件車削(ISOP15～P30)的首選牌號，也可作為ISOM20和ISOK30的補充牌號。據山高公司技術人員介紹，新的TP2500刀片可提高加工效率50%以上，提高刀具壽命300%以上。 德國藍幟金屬加工技術集團倍銳特公司(LMT-BOEHLERIT)利用中溫化學塗層技術開發出了“黃色氧化鋁複合塗層”技術，結合該公司新開發的Durotec齒狀過渡層技術，使黃色氧化鋁塗層和過渡層間在具有極好的粘合性的同時，又具有良好的散熱性，並推出了SteeltecLC215K和LC225K系列刀片牌號。SteeltecLC215K在切削鋼材時可以達到300m/min以上的切削速度，刀片壽命比現有其它刀片提高了30%。而SteeltecLC225K則在LC215K的基礎上進一步提高了刀片的韌性，使刀片使用壽命在原有的基礎上又延長了30%。 納米結構塗層(Nanocoating)技術是近年來迅速發展的塗層新技術，其塗層材料的晶粒度一般都在100nm以下，具有良好的切削性能。這次展會上，國內、外多家公司都有納米結構塗層新牌號推出。日本住友電工硬質合金株式會社推出的超級ZX塗層牌號(ACP200、ACP300、ACK300和AC530U)，採用了相互交疊的總層數達1000層的超薄TiAlN與AlCrN納米級塗層，每層塗層的厚度約為10納米，大幅度提高了塗層表面的硬度和抗氧化性。與傳統的TiAlN塗層相比，超級ZX塗層的硬度提高了40%，開始氧化溫度也提升了200℃，從而提高刀具的加工效率1.5倍；在相同切削條件下，提高刀具壽命2倍。推出納米結構塗層新牌號的還有日本日立株式會社，該公司新推出的納米塗層ATH、ACS系列牌號與通常的TiAlN(PVD)塗層牌號相比，具有更高的硬度和耐氧化性，其耐氧化溫度達到1100℃，顯微硬度達到3600HV，可適用於從預硬鋼到淬火鋼的高速乾式切削加工。株洲鑽石切削刀具股份有限公司新推出的納米結構nc-TiAlN塗層新牌號(YBG102、YBG202、YBG302和YBG203)是在超細晶粒硬質合金基體表面塗覆2～4μm的納米TiAlN，該系列牌號覆蓋了鋼、不鏽鋼、鑄鐵、耐熱合金、高溫合金、鈦合金等大多數材料的車削和銑削加工，具有廣泛的適應性。 在塗層中，通過晶粒細化技術來提高塗層表面光潔度，使塗層表面光滑，以提高塗層刀具抗摩擦、抗粘結的能力也是塗層技術發展的一個方向。日本三菱綜合材料株式會社推出的高效加工鋼材的專利技術UC6110超級塗層硬質合金牌號，前刀面為由抑制結晶生長的細至納米級的TiCN與抑制結晶生長的納米級三氧化二鋁構成的納米結構CVD塗層，具有極高的韌性和超強的耐磨損性，外表面為一層黃色的特殊Ti金屬化合物，使塗層表面平滑化。後刀面為黑色的超平滑塗層，以確保刀具磨損的穩定性。住友電工硬質合金株式會社新推出的超級FF塗層牌號(AC410K、AC610M、AC630M、ACP100、ACK200)，是在專用的硬質合金基體上，塗覆超細晶粒的TiCN，提高了塗層與基體的結合力，再在其上塗覆超細超平滑化的FF鋁基膜，使表面硬度提高了30%，表面粗糙度降低了50%，與通常的材質相比，可提高加工效率1.5倍，提高刀具壽命2倍以上。 從這次展會所推出的硬質合金刀具材料新牌號可以看出，當前硬質合金刀具材料牌號正向著兩個相反的方向發展，一方面，通用型牌號的適用面越來越廣，通用性越來越強。另一方面，專用型牌號越來越具有針對性，更加適應被加工材料和切削條件，從而達到提高切削效率的目的。如：美國Kennametal公司推出的新的KU系列(KU10T、KU25T、KU30T)牌號就具有非常廣泛的通用性。其中，KU10T和KU25T採用了具有高韌性的和高耐磨性的硬質合金基體，並配以高含鋁量的TiN+TiAlN複合PVD塗層；而KU30T則採用了韌性極好的富鈷層梯度硬質合金基體，配以TiN+TiCN+TiN複合CVD塗層。新的KU系列牌號可廣泛適用於鋼、不鏽鋼、鑄鐵、非鈦合金、高溫合金和硬材料的車削、鏜孔、切槽、切斷和螺紋加工。該公司新推出的KC5510和KC5525則是專為高效率加工高溫合金而設計的牌號，晶粒細化的高鈷硬質合金基體，配以高性能的TiAlNPVD塗層，使刀片具有極強的抗熱變形能力，可以比其它PVD塗層刀具提高兩倍以上的切削速度。日本Tungaloy超硬工具株式會社推出的T6000系列牌號(T6020、T6030)，則是專為不鏽鋼車削加工開發的CVD牌號。ISCAR公司推出的專用於高速銑削加工灰鑄鐵和球墨鑄鐵的DO-TEC塗層牌號(DT7150)，採用了Al2O3-MTCVD內塗層加TiAlNPVD外塗層的複合塗層技術，具有極高的耐磨性及抗剝落性。 從本次展會可以看到，金剛石CVD塗層刀具的性能又有了進一步的提高，產品覆蓋了可轉位刀具和整體硬質合金刀具。廈門金鷺特種材料有限公司展出了新開發的“青霜”系列超細結晶金剛石塗層立銑刀。與通常的金剛石塗層相比，“青霜”系列金剛石塗層為超細結晶，平均粒度＜1μm，塗層表面更加光滑，刀具壽命可提高20倍以上。日本OSG公司也展出了適用於石墨電極和銅電極加工的超微粒結晶金剛石塗層銑刀，結晶粒度為1μm，塗層厚度6～20μm，使刀具的刃口更加鋒利，減少切削中的粘結，降低了工件表面的粗糙度。美國SGS刀具公司則推出了非晶體的金剛石(AmorphousDiamond)塗層立銑刀，用以加工最具磨損特性的材料。刀具表面是沿著刀具曲面精確形成的晶瑩光滑的厚度約為1μm的非晶體金剛石薄膜，其最顯著的特點是使刀具在具有金剛石極高的抗磨損能力(表面硬度達60～90GPa)的同時，又具有光滑的刀具表面，降低了刀具表面與工件的摩擦，從而大大降低了切削溫度。此外，非晶體金剛石塗層的另一大特點是對刀具基體材質沒有特殊要求，可在任何材質的刀具基體表面塗覆，其塗覆溫度僅為150℃。據介紹SGS非晶體金剛石刀具可比AlTiN塗層刀具的壽命長6倍。
[編輯本段]選用指南
RX4：具有極好的加工效果，有完美的切割性能，可用於醫療器械中、對鎢-鉻-鈷合金進行極其精密切削麵都能很好的滿足使用要求。必須避免振動。 RX6：適用於可轉位工具的晶粒度為亞微米級的牌號。可以用於非鐵材料、鋁合金、石墨、中低硬度的合成材料、印刷電路板、軟鋼等進行銑削和高速鑽孔。 RX7：適用於可轉位工具的晶粒度為亞微米級的標準牌號。該牌號具有很高的硬度、很高的韌性和很好的切面穩定性。廣泛使用於鑄造材料、灰鑄鐵、合成材料、鈦合金、非鐵金屬、耐高溫鋼以及木工領域。 RX10：適合對不鏽鋼和耐高溫鋼、鉻-鎳-鈷-鈦合金鋼、合成材料、非鐵材料、合金鋼等進行銑削、鑽孔甚至木材加工。 RX8UF：加工硬度大於HRC60的材料，屬於超細牌號。 RX12UF：是高速銑削的晶粒度為超細的牌號，特別適合模具製造。適合於低合金鋼、高合金鋼、鈦合金、奧氏體不鏽鋼、耐熱合金、玻璃纖維強化塑膠等。 RX15：適合於需要高韌性和切面穩定性的工作條件下可轉位工具的晶粒度為亞微米級的牌號。也適合於厚度很薄（0.3~0.6mm）的情況下切削和衝壓工藝，也適合於做裁紙刀的材料。 rcn：是耐腐蝕性的牌號，用於割捆機、滑動環、建築水泵中的密封環、水位計的銷釘、活塞、噴嘴、承壓零件、實驗室中的耐磨零件和銑削混合設備。 RG25：用於衝壓和切削的襯墊、電火花工具機的滑車。 RG10：拉拔模芯、紡織工業中的耐磨件、密封環、鑽床軸套、閥門、刻度環。
刀具磨損的幾個主要原因
1、刀具材料刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對於加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。
刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，衝擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應克服的一個關鍵。對於石墨刀具，普通的tialn塗層可在選材上適當選擇韌性相對較好一點的，也就是鈷含量稍高一點的;對於金剛石塗層石墨刀具，可在選材上適當選擇硬度相對較好一點的，也就是鈷含量稍低一點的。
2、刀具的幾何角度
石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助於減小刀具的振動，反過來，石墨工件也不容易崩缺。
3、刀具的塗層
金剛石塗層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦係數低等優點，現階段金剛石塗層是石墨加工刀具的最佳選擇，也最能體現石墨刀具優越的使用性能;金剛石塗層的硬質合金刀具的優點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性;但是在國內金剛石塗層技術還處於起步階段，還有成本的投入都是很大的，所以金剛石塗層在近期不會有太大發展，不過我們可以在普通刀具的基礎上，最佳化刀具的角度，選材等方面和改善普通塗層的結構，在某種程度上是可以在石墨加工當中套用的。
金剛石塗層刀具和普通塗層刀具的幾何角度有本質的區別，所以在設計金剛石塗層刀具時，由於石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當放大，容削槽也變大，也不會降低其刀具鋒口的耐磨性;對於普通的tialn塗層，雖然比無塗層的刀具其耐磨有顯著的提高，但比起金剛石塗層來說，在加工石墨時它的幾何角度應適當放小，以增加其耐磨性。
對金剛石塗層來說，目前世界上眾多的塗層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關塗層技術，但是至今為止，國外成熟而又經濟的塗層公司僅僅限於歐洲;para作為一款優秀的石墨加工刀具，同樣採用目前世界最先進的塗層技術對刀具進行表面處理，以確保加工壽命的同時，保證刀具的經濟實用。
4、刀具刃口的強化
刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨後的硬質合金刀具刃口，存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩定性提出了更高的要求，特別是金剛石塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理，才能保證塗層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨後的刀具刃口微觀缺口的缺陷，使其鋒值減少或消除，達到圓滑平整，既鋒利堅固又耐用的目的。
