特种陶瓷材料用金刚石加工刀具编制说明

《特种陶瓷材料用金刚石加工刀具》团体标准

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

特种陶瓷材料是一种具有优异性能和广泛应用价值的材料，具有高

硬度、高强度、耐高温、耐磨及化学稳定性等特点。随着科技的进步和

工业的发展，特种陶瓷材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得

到了广泛应用。然而，特种陶瓷材料的加工工艺却面临着一系列问题。

传统刀具在加工特种陶瓷材料时容易产生大量的刀具磨损和切削温度过

高的现象，导致加工效率低下和产品质量下降；特种陶瓷材料的高硬度

和脆性导致传统刀具难以进行精确加工，无法满足工业生产的要求；传

统加工方法中使用的冷却润滑剂对环境造成了污染和资源浪费；传统加

工工艺复杂，操作要求高，人工成本大。

因此，开展特种陶瓷材料用金刚石加工刀具标准的研制。标准的研

制是开发一种特种陶瓷材料加工刀具，利用金刚石等超硬材料，解决特

种陶瓷材料加工过程中的问题，具有一定的现实意义。首先，特种陶瓷

材料加工刀具将解决传统刀具磨损和切削温度过高的问题，提高加工效

率和产品质量。其次，刀具能够实现对特种陶瓷材料的精确加工，满足

工业生产的需求。此外，工艺还可以减少冷却润滑剂的使用，降低对环

境的影响，提高资源利用效率。最后，工艺将简化加工流程，减少操作

要求，降低人工成本。总之，通过开发工艺和刀具，提高加工效率和产

品质量，降低成本，推动特种陶瓷材料产业的发展。

（二）编制过程

为使本标准在金刚石刀具市场管理工作中起到规范信息化管理作用，

—1—

标准起草工作组力求科学性、可操作性，以科学、谨慎的态度，在对我

国现有金刚石刀具市场相关管理服务体系文件、模式基础上，经过综合

分析、充分验证资料、反复讨论研究和修改，最终确定了本标准的主要

内容。

标准起草工作组在标准起草期间主要开展工作情况如下：

1、项目立项及理论研究阶段

标准起草组成立伊始就对国内外金刚石刀具相关情况进行了深入的

调查研究，同时广泛搜集相关标准和国外技术资料，进行了大量的研究

分析、资料查证工作，确定了金刚石刀具市场标准化管理中现存问题，

结合现有产品实际应用经验，为标准起草奠定了基础。

标准起草组进一步研究了金刚石刀具需要具备的特殊条件，明确了

技术要求和指标，为标准的具体起草指明了方向。

2、标准起草阶段

在理论研究基础上，起草组在标准编制过程中充分借鉴已有的理论

研究和实践成果，基于我国市场行情，经过数次修订，形成了《特种陶

瓷材料用金刚石加工刀具》标准草案。

3、标准征求意见阶段

形成标准草案之后，起草组召开了多次专家研讨会，从标准框架、

标准起草等角度广泛征求多方意见，从理论完善和实践应用多方面提升

标准的适用性和实用性。经过理论研究和方法验证，起草组形成了《特

种陶瓷材料用金刚石加工刀具》（征求意见稿）。

（三）主要起草单位及起草人所做的工作

1、主要起草单位

中国中小商业企业协会、杭州蒂慕超硬材料有限公司等多家单位的

—2—

专家成立了规范起草小组，开展标准的编制工作。

经工作组的不懈努力，在2023年9月，完成了标准征求意见稿的编

写工作。

2、起草人所做工作

广泛收集相关资料。在广泛调研、查阅和研究国际标准、国家标准、

行业标准的基础之上，形成本标准草案稿。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准编制原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、

规范性”的原则，注重标准的可操作性，本标准严格按照《标准化工作指

南》和GB/T1.1《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要

求进行编制。标准文本的编排采用中国标准编写模板TCS2009版进行

排版，确保标准文本的规范性。

（二）标准主要技术内容

本标准报批稿包括8个部分，主要内容如下：

1范围

本文件规定了特种陶瓷材料用加工刀具的术语和定义、技术要求、

试验方法、检验规则、包装、运输、贮存和质量承诺技术内容。

本文件适用于特种陶瓷材料用加工刀具。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；

不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

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GB/T191包装储运图示标志

GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T2413压电陶瓷材料体积密度测量方法

GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）

检索的逐批检验抽样计划

GB31604.24食品安全国家标准食品接触材料及制品镉迁移量的

测定

GB31604.34食品安全国家标准食品接触材料及制品铅的测定和

迁移量的测定

GB4806.4食品安全国家标准陶瓷制品

QB/T1936木工硬质合金圆锯片质量检验方法

IS08442-5刀具的锋利度和刀刃保持试验

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

3.2特种陶瓷specialtyceramics

一种非金属无机材料，由高纯度材料制成，具有优异的物理和化学

性能，具有高硬度、高强度、低磨损、耐热、耐腐蚀等优点，在各个领

域具有广泛的应用。

3.3

3.4刀具cuttingtool

一种特种陶瓷金刚石刀具，具有特殊的回旋形状，用于切削高硬度

材料，如陶瓷、玻璃、大理石、石英等，它具有切削速度快、切削精度

高、耐磨损、耐高温等特点。

—4—

3.5

3.6表面粗糙度surfaceroughness

材料表面的不平整程度或不规则程度，用于描述表面的峰谷、凹凸、

坑洼等特征，以平均粗糙度（Ra）来表示，可通过光学仪器、扫描探针

显微镜等测量设备进行测量。

3.7

3.8硬度hardness

材料抵抗外界力量对其表面形成划痕或变形的能力，如洛氏硬度、

维氏硬度等。

3.9

3.10动平衡dynamicbalancing

在切削加工中，刀具在高速旋转时保持平衡状态的能力。刀具不平

衡时，会引起振动和摇晃，对刀具和工件都会产生负面影响，如削削力

增大、切削质量下降、刀具寿命缩短等。

3.11

3.12径向跳动radialrunout

刀具在旋转过程中在径向方向上出现的波动或振动。它是由于刀具

本身的不平衡或其他因素引起的，会导致加工表面粗糙度增加、切削力

增大以及切削加工精度下降。

3.13

3.14端向跳动endrunout

刀具在旋转过程中在轴向方向上出现的波动或振动。与径向跳动类

似，端向跳动也会影响切削加工的质量和效率。

4技术要求

—5—

4.1外观要求

4.1.1刀具可见部分应无污点、裂纹和其他会影响正常使用的缺陷，纹

路应均匀。

4.1.2刀具刃口应完好，基体不应有污渍、磕伤、焊瘤、锈蚀等缺陷。

4.1.3刀具边缘应无裂缝，去除毛边，表面应平滑。

4.1.4刀具刀柄部分为外圆磨床处理表面粗糙度应为Ra0.8。

4.2材料性能

陶瓷刀具材料性能应符合表1的规定。

表1陶瓷刀具材料性能

序号内容指标要求

1体积密度/（g/cm3）≥5.9

2硬度（HRA）≥86

4.3几何尺寸公差

刀具几何尺寸公差应符合表2的规定。

表2刀具几何尺寸公差要求

序号项目公差要求

1刃径0mm~0.008mm

2柄径h6

3长度-0.5mm~+0.5mm

4.4角度公差

—6—

铰刀角度公差应符合表3的规定。

表3铰刀角度公差要求

序号项目公差要求

1前角0°~0.5°

2后角0°~0.5°

3旋转角-0.25°~+0.25°

4.5径端向跳动

刀具铰刀及钻头径向跳动不应大于0.008m，铣刀径向跳动不应大于

0.02mm，端向跳动不应大于0.006mm。

4.6动平衡

刀具动平衡不应大于0.02g。

4.7钢制硬度

刀具钢制基体热处理硬度应为40HRC~45HRC。

4.8锋利度

锋利度经刀具锋利度测试仪可测定切割纸板和石英混合物。

4.9焊缝剪切强度

刀具焊缝剪切强度不应低于120MPa。

4.10切削性能

整体切削，在切削过程中切削应流畅、轻松，切削线应整齐。

4.11加工性能

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加工孔径尺寸应无缩孔，孔壁应无划伤、震纹、喇叭孔现象。

4.12铅、镉

铅溶出量应为≤5.0mg/L，镉溶出量应为≤0.5mg/L，应符合GB4806.4

的要求。

5试验方法

5.1外观检查

表面粗糙度应采用表面粗糙度样块对照测定，其他外观质量应采用

目测检查。

5.2材料性能

5.2.1体积密度测定应按GB/T2413的规定进行。

5.2.2硬度测量应按GB/T230.1的规定进行。

5.3几何尺寸

检测环境温度在20℃~25℃，刀具几何尺寸检验应符合表4的要求。

表4刀具几何尺寸检验

序号项目量具名称精度

1刃径ZOLLER对刀仪0.005mm

2外径倒锥ZOLLER对刀仪0.06mm

3柄径数显千分尺h6

4跳动ZOLLER对刀仪0.008mm

5长度游标卡尺0.5mm

5.4角度尺寸

—8—

刀具角度尺寸应采用对刀仪进行检查。

5.5端径向跳动

刀具端面跳动、径向跳动应采用ZOLLER对刀仪检查。

5.6动平衡

动平衡应按QB/T1936的规定进行。

5.7钢制硬度

钢制基体硬度应按QB/T1936的规定进行。

5.8锋利度

锋利度应按ISO8442-5的规定进行。

5.9焊缝剪切强度

焊缝剪切强度应按QB/T1936的规定进行。

5.10切削性能

切削试验具体试验应符合表5的要求。

表5试验要求

序号项目要求

1转速Vc/（m/min）200~500

2进给速度fz/（mm/z）0.05~0.2

3精度等级7级

5.11加工性能

正常加工后，刀头应无崩刃粘铝和显著磨钝现象，本体可继续使用。

—9—

5.12铅、镉

铅、镉溶出量应按GB31604.24、GB31604.34的规定进行。

6检验规则

6.1组批

产品应以批为单位进行检验，同一型号、同一工艺连续生产的产品

为一批。

6.2抽样

6.2.1抽样方法应按GB/T2828.1的要求执行。

6.2.2抽样样品批次应粘贴标签，注明产品名称、产品型号、生产批号、

采样日期和采样者姓名等。

6.3检验分类

产品检验可分为出厂检验和型式检验。

6.4出厂检验

6.4.1刀具应经公司质量检验部门检验合格，并附有产品合格证方可出

厂。

6.4.2刀具出厂检验项目应符合表6的要求。

6.5型式检验

6.5.1型式检验的仪器应从出厂检验合格的批次中随机抽取进行型式检

验。

6.5.2型式检验项目表见表6规定。

6.5.3有下列情况之一时，应进行型式检验：

—10—

——生产定型时；

——生产地变更时；

——正常生产后，材料、工艺等有重大改变，可能影响产品性能时；

——产品停产一年以上后恢复生产时；

——长期停工停产时；

——出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

——各级质量监督机构要求进行型式检验时。

6.6判定规则

6.6.1出厂检验时，若所有项目全部合格，判定为合格品。

6.6.2检验结果若有1项不符合要求，应重新自双倍量的包装中取样进

行复验，复验结果仍有1项指标不符合标准要求，整批产品应判定为不

合格。

6.6.3不合格品反馈技术部门评审有无重修价值，若有，则返回制作班

组重新修磨或换片，直至检测合格，否则报废处理。

表6检验项目

要求

序号检验项目

技术要求试验方法出厂检验型式检验

1外观4.15.1√√

2材料性能4.25.2√√

3几何尺寸公差4.35.3√√

4角度公差4.45.4√√

5端径向跳动4.55.5√√

6动平衡4.65.6√√

—11—

要求

序号检验项目

技术要求试验方法出厂检验型式检验

7钢制硬度4.75.7√√

8锋利度4.85.8√√

9焊缝剪切强度4.95.9√√

10切削性能4.105.10√√

11加工性能4.115.11√√

12铅、镉4.125.12—√

注：“√”为必检项目，“—”为可选项目。

7标志、包装、运输和贮存

7.1标志

7.1.1标志应符合GB/T191的要求，字迹应清晰、整洁，并适应运输、

存储要求。

7.1.2产品或产品包装上应包含如下内容：

——产品名称或商标；

——生产者名称、地址；

——生产日期；

——规格型号；

——生产批号；

——产品执行的标准号；

——产品质量检验合格标识；

——警示语（必要时）。

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7.2包装

7.2.1刀体应喷防锈油进行防锈。

7.2.2刃部应采用黑色软胶套保护，再用薄泡沫将刀缠绕数周。

7.2.3应将刀具装入专用聚丙烯刀盒，运输过程中不应有损伤。

7.2.4应牢固地固定在包装箱体内，附件、备件、工具应固定在包装箱

内空隙处。

7.2.5随机文件应用塑料袋封装，放入包装箱内，在包装箱外相应部位

上注明“箱内装有随机文件”字样。

7.2.6随机文件应至少包括：

——装箱单；

——使用说明书；

——出厂检验合格证书。

7.3运输

7.3.1运输应清洁卫生，无污染。装卸货时，应轻装轻卸。

7.3.2产品在运输过程中应避免剧烈震动、抛掷、重压、雨淋，防止与

油、酸、碱及有害物质混运。

7.4贮存

7.4.1应贮存在通风、干燥的库房中，产品应距地面1m以上。

7.4.2超过贮存期应重新检验，检验合格后方可出厂。

7.4.3产品严禁与酸、碱及其他腐蚀性物质同仓库贮存。

8质量承诺

8.1刀具的制造过程应符合质量管理体系的要求，包括选材、锻造、热

处理、机加工等环节。

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8.2供应商应对刀具进行全面的检测和检验，包括尺寸测量、外观检查、

材料分析等。

8.3供应商应对刀具产品提供一定的质量保证期限，在保质期内对存在

质量问题的产品进行免费维修或更换。

8.4供应商应提供相关的技术支持和咨询服务，包括使用方法、维护保

养、故障处理等。

三、主要试验和情况分析

结合国内外的行业测试标准和企业内部工厂管控的项目进行要求规

定和试验验证。

四、标准中涉及专利的情况

无

五、预期达到的效益（经济、效益、生态等），对产业发展的作用

的情况

金刚石刀具企业规范运营，在国际市场上有机会与其他各国（相关）

企业竞争。

六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

与现行法律、法规和强制性标准没有冲突。

七、重大意见分歧的处理依据和结果

标准制定过程中，未出现重大意见分歧。

八、标准性质的建议说明

本标准为团体标准，供社会各界自愿使用。

九、贯彻标准的要求和措施建议

无。

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十、废止现行相关标准的建议

本标准为首次发布。

十一、其他应予说明的事项

无。

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《特种陶瓷材料用金刚石加工刀具》团体标准

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

特种陶瓷材料是一种具有优异性能和广泛应用价值的材料，具有高

硬度、高强度、耐高温、耐磨及化学稳定性等特点。随着科技的进步和

工业的发展，特种陶瓷材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得

到了广泛应用。然而，特种陶瓷材料的加工工艺却面临着一系列问题。

传统刀具在加工特种陶瓷材料时容易产生大量的刀具磨损和切削温度过

高的现象，导致加工效率低下和产品质量下降；特种陶瓷材料的高硬度

和脆性导致传统刀具难以进行精确加工，无法满足工业生产的要求；传

统加工方法中使用的冷却润滑剂对环境造成了污染和资源浪费；传统加

工工艺复杂，操作要求高，人工成本大。

因