PCD刀具的發(fā)展 金剛石作為一種超硬刀具材料應(yīng)用于切削加工已有數(shù)百年歷史,。在刀具發(fā)展歷程中，從19世紀(jì)末到20世紀(jì)中期,，刀具材料以高速鋼為主要代表;1927年德國首先研制出硬質(zhì)合金刀具材料并獲得廣泛應(yīng)用;20世紀(jì)50年代,，瑞典和美國分別合成出人造金剛石，切削刀具從此步入以超硬材料為代表的時(shí)期,。20世紀(jì)70年代,，人們利用高壓合成技術(shù)合成了聚晶金剛石(PCD)，解決了天然金剛石數(shù)量稀少,、價(jià)格昂貴的問題,，使金剛石刀具的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到航空、航天、汽車,、電子,、石材等多個(gè)領(lǐng)域。
金剛石刀具具有硬度高,、抗壓強(qiáng)度高,、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性，可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率,。金剛石刀具的上述特性是由金剛石品體狀態(tài)決定的,。在金剛石晶體中，碳原子的四個(gè)價(jià)電子按四面體結(jié)構(gòu)成鍵,，每個(gè)碳原子與四個(gè)相鄰原子形成共價(jià)鍵,，進(jìn)而組成金剛石結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的結(jié)合力和方向性很強(qiáng),，從而使金剛石具有極高硬度,。由于聚品金剛石(PCD)的結(jié)構(gòu)是取向不一的細(xì)晶粒金剛石燒結(jié)體，雖然加入了結(jié)合劑,，其硬度及耐磨性仍低于單晶金剛石,。但由于PCD燒結(jié)體表現(xiàn)為各向同性，因此不易沿單一解理面裂開,。
2.PCD刀具切削性能
(1)PCD的硬度可達(dá)8000HV,，為硬質(zhì)合金的80~120倍。
(2)PCD的導(dǎo)熱系數(shù)為700W/mK,，為硬質(zhì)合金的1.5~9倍，甚至高于PCBN和銅,，因此PCD刀具熱量傳遞迅速,。
(3)PCD的摩擦系數(shù)一般僅為0.1~0.3(硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4~1)，因此PCD刀具可顯著減小切削力,。
(4)PCD的熱膨脹系數(shù)僅為0.9x10-6~1.18x10-6℃,，僅相當(dāng)于硬質(zhì)合金的1/5，因此PCD刀具熱變形小,，加工精度高,。
(5)PCD刀具與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小，在加工過程中切屑不易粘結(jié)在,尖上形成積屑瘤,。
3.PCD刀具的應(yīng)用 工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)PCD刀具的研究開展較早,，其應(yīng)用已比較成熟。自1953年首次合成人造金剛石以來,，對(duì)PCD刀具切削性能的研究獲得了大量成果,，PCD刀具的應(yīng)用范圍及使用量迅速擴(kuò)大。PCD刀具的應(yīng)用范圍已由初期的車削加工向鉆削、銑削加工擴(kuò)展,。目前,，PCD刀具的加工范圍已從傳統(tǒng)的金屬切削加工擴(kuò)展到石材加工、木材加工,、金屬基復(fù)合材料,、玻璃、工程陶瓷等材料的加工,。