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 近一段時間以來，為了確保社會安定，全國許多地區(qū)對管制刀具進行了清理工作，超市中，各種類型管制刀具紛紛下架。而關于管制刀具的類型，人們基本都已了解，無非就是匕首、三棱刮刀、帶有自鎖裝置的彈簧刀等五金刀具。而關于制成管制刀具的真正材料，也許沒有太多人知道得更詳細。筆者搜集了相關資料后，向讀者一一解析：
刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。

　　制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。

　　通常當材料硬度高時，耐磨性也高;抗彎強度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是應用最廣的刀具材料，其次是硬質合金。

聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等;聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等;碳素工具鋼和合金工具鋼現在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。

　　硬質合金可轉位刀片現在都已用化學氣相沉積涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質涂層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。

　　由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件，其應用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況，刀具的發(fā)展方向將是發(fā)展和應用新的刀具材料;進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾;進一步發(fā)展可轉位刀具的結構;提高刀具的制造精度，減小產品質量的差別，并使刀具的使用實現最佳化。

　　刀具材料大致分如下幾類：高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。

　　金剛石刀具在超精切削中的應用范圍也在不斷擴展，金剛石作為切削刀具材料具有最優(yōu)異的性能(如它的硬度、熱導性以及鋒利刃口的成形性)。超精金剛石切削刀具就利用了這些特點和性能，它們可以實現新型光電零部件加工工藝中甚至最高精度的成形加工能力。

　　近年來，在光學微電子設備市場上，隨著裝備小型化和高性能化的發(fā)展趨勢，對基于超精金剛石刀具的微切削加工需求越來越大。在光學裝置用塑料零件的金屬模具加工中，要求達到亞微米級的成形精度和納米級的表面粗糙度。此外，加工對象不僅僅有平面和圓柱面，也有三維曲面形狀，并要求達到微米級精度。

為了滿足這些需求，我們開發(fā)了世界上最小級別的超精密金剛石切削刀具(UPC微納成形刀具)。本文將介紹我們制造的UPC(超精切削刀具)的性能，以及在三維形狀微加工中的應用。

　　超精金剛石切削刀具采用單晶金剛石作為刀具材料。由于利用了金剛石材料的優(yōu)異特性，切削刃非常鋒利和耐用，可將超精加工機床的運動精確復映到被加工工件材料上，因此可用于高精度三維形狀和鏡面表面的加工。

　　尺寸范圍從亞微米到納米級的超微細切削要求達到以下切削條件：①鋒利的切削刃，刀尖圓弧半徑達到10納米左右;②切削刃的光潔度要求達到1納米的水平。

　　刀尖圓弧半徑越小，切削深度也就越小，切屑的切削和去除過程才能平穩(wěn)進行而不會損壞加工表面，此外，因工件彈性變形而導致的切削厚度變化也越小，從而可實現高精密切削加工。UPC刀具的切削刃圓弧可達到50納米或更小。

　　如果刀具輪廓的精加工表面完全復映到工件上，則刀具切削刃的粗糙度將決定加工表面的粗糙度。因此，切削刃的光潔程度和形狀精度就變得異常重要。

　　另外陶瓷刀具屬于高技術陶瓷，具有高強度、高韌性和高耐磨性，用于機械加工行業(yè)大大提高了生產效率，有很好的社會效益和經濟效益，現在已被越來越多的用戶所認識，因此市場前景廣闊。傳統(tǒng)熱壓燒結陶瓷刀具工藝復雜，能耗很高。微波燒結生產出的陶瓷刀具，其主要性能指標均達到了國際先進水平，且工藝易控，產品一致性好。微波工藝技術與設備受到用戶單位相當高的評價，同時，該技術與設備也可應用于陶瓷密封件、陶瓷軸承、陶瓷刀、陶瓷噴咀等耐磨、耐腐蝕、耐高溫制品的生產，應用十分廣泛。

　　陶瓷用于切削刀具的時間比硬質合金早，但由于其脆性，發(fā)展很慢。但自上世紀70年代以后，還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系，即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具，具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點，有很好的前景。目前國內國外產品差別很大，刀具算是高技術的消費品。