擴(kuò)散磨損在高溫、高壓下、數(shù)控刀片材料與工件材料中某些化學(xué)元素在固態(tài)小互相擴(kuò)散，即硬質(zhì)合金中的Ti、w、Co等元素想鋼中擴(kuò)散，而工件中的Fe、C等元素向數(shù)控刀片擴(kuò)散、導(dǎo)致刀面的硬度、強(qiáng)度下降、脆性增加，刀具磨損加劇。此即擴(kuò)散磨損，擴(kuò)散磨損是硬質(zhì)合金刀具早高溫(800"900°C)下切削產(chǎn)生磨損的主要原因之一。
一般W、Co的擴(kuò)散速度較Ti、Ta快，所以YT類硬質(zhì)合金的高溫切削性能比YG類好。相變磨損用高速鋼刀具切削時(shí)，當(dāng)切削溫度超過其相變溫度(550"600°C)時(shí)，數(shù)控刀片的金相組織就會發(fā)生變化，使硬度下降，磨損加快，故相變磨損是高速鋼數(shù)控刀片磨損的主要原因之一?；瘜W(xué)磨損在一定溫度下，切削區(qū)周圍介質(zhì)、如空氣、切削液等、與刀具材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一些疏松脆弱的化合物。這些化合物容易被切削與工件擦傷帶走而造成數(shù)控刀片磨損

刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期(公元世紀(jì))，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來的。1783年，法國的勒內(nèi)制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明早的文獻(xiàn)記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發(fā)明高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。1949～1950年間，美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片，不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能

高速銑削工藝在汽車、飛機(jī)和模具制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。由于銑刀高速旋轉(zhuǎn)時(shí)刀具各部分承受的離心力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過切削力本身的作用而成為刀具的主要載荷，而離心力達(dá)到一定程度時(shí)會造成刀具變形甚至破裂，因此研究高速銑刀的安全性技術(shù)對發(fā)展高速銑削技術(shù)有著極其重要的意義

刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質(zhì)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，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵。對于石墨刀具，普通的TiAlN涂層可在選材上適當(dāng)選擇韌性相對較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的；對于金剛石涂層石墨刀具，可在選材上適當(dāng)選擇硬度相對較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍低一點(diǎn)的

金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的選擇，也能體現(xiàn)石墨刀具的使用性能；金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性；但是在國內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段，還有成本的投入都是很大的，所以金剛石涂層暫時(shí)不會有太大發(fā)展。不過我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上，優(yōu)化刀具的角度，選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu)，在某種程度上是可以在石墨加工當(dāng)中應(yīng)用的。金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別，所以在設(shè)計(jì)金剛石涂層刀具時(shí)，由于石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當(dāng)放大，容削槽也變大，也不會降低其刀具鋒口的耐磨性；對于普通的TiAlN涂層，雖然比無涂層的刀具其耐磨有顯著的提高，但比起金剛石涂層來說，在加工石墨時(shí)它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小，以增加其耐磨性。刀具表面處理技術(shù)又有了新發(fā)展，移動菠菜發(fā)布的國外新消息：利用固態(tài)的納米結(jié)構(gòu)硼原子團(tuán)對刀具表面進(jìn)行改性處理，可較大幅度提高刀具壽命。對金剛石涂層來說，世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發(fā)相關(guān)涂層技術(shù)，但是為止，國外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅于歐洲；PARA作為一款的石墨加工刀具，同樣采用世界的涂層技術(shù)對刀具進(jìn)行表面處理，以確保加工壽命的同時(shí)，刀具的經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

選擇適當(dāng)?shù)募庸l件對于刀具的壽命有相當(dāng)大的影響。1．切削方式（順銑和逆銑），順銑時(shí)的切削振動小于逆銑的切削振動。順銑時(shí)的刀具切入厚度從大減小到零，刀具切入工件后不會出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象，工藝系統(tǒng)的剛性好，切削振動小；逆銑時(shí)，刀 具的切入厚度從零增加到大，刀具切入初期因切削厚度薄將在工件表面劃擦一段路徑，此時(shí)刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或殘留在工件表面的切屑顆粒，都將引起刀具的彈刀或顫振，因此逆銑的切削振動大；2．吹氣（或吸塵）和浸漬電火花液加工，及時(shí)清理工件表面的石墨粉塵，有利于減小刀具二次磨損，延長刀具的使用壽命，減少石墨粉塵對機(jī)床絲杠和導(dǎo)軌的影響；3．選擇合適的高轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的大進(jìn)給量。綜述以上幾點(diǎn)，刀具的材料、幾何角度、涂層、刃口的強(qiáng)化及機(jī)械加工條件，在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色，缺一不可，相輔相成的。一把好的石墨刀具，應(yīng)具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節(jié)約加工成本。