圖1 多晶金剛石（PCD）刀具的制作工藝流程

  多晶金剛石（多晶金剛石）刀具的制作工藝流程如圖1所示。多晶金剛石工具的制造過程主要包括多晶金剛石微粉的制造和分選，多晶金剛石復(fù)合片的合成、研磨與切割，以及多晶金剛石刀片的焊接和刃磨。

  

  1 制造復(fù)合片

  多晶金剛石復(fù)合板是通過將人工合成的金剛石顆粒/粉末與金屬粘合劑（如Co，Ni等）以一定比例混合并在高溫和高壓（一千到兩千攝氏度，五萬到十萬個大氣壓）下燒結(jié)而制備的。在燒結(jié)過程中，粘接劑熔化，形成以鐵（Fe），鈷（Co），鎳（Ni）等為主要成分的金剛石晶體之間的鍵合橋，金剛石晶體以嵌入橋的形式嵌入到鍵合橋的骨架中。對于燒結(jié)復(fù)合板，仍然需要根據(jù)需要進(jìn)行研磨和拋光以及其他相應(yīng)的物理和化學(xué)處理 [6]。

  2 多晶金剛石復(fù)合刀片的切割工藝

  多晶金剛石復(fù)合板材硬度高，因此后續(xù)切削加工必須采用特殊加工方法，如線切割加工法（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡稱 WEDM），電火花加工法（Electrical Discharge Machining，簡稱EDM），超聲波加工法（Supersonic Machining，簡稱 ），激光加工法（Laser Processing，簡稱 LP），高壓水射流加工法（High-pressure Waterjet Machining，簡稱 HWM）等工藝 [7]。

  在上訴五種加工方法中，電火花加工法（Electrical Discharge Machining，簡稱EDM）效果更好。由于多晶金剛石中存在鍵合橋，因此在導(dǎo)電工作流體的條件下通過使用脈沖電壓將電極金屬附近的工作流體形成為放電通道。局部產(chǎn)生放電火花，瞬時高溫使多晶金剛石的特定部分熔化并脫落，從而形成各種形狀的所需坯料，例如三角形或矩形。EDM-多晶金剛石復(fù)合板的效率和表面質(zhì)量受諸如金剛石的粒度，多晶金剛石復(fù)合板的層厚度和電極質(zhì)量等因素的影響。

  

  3 多晶金剛石復(fù)合刀片的焊接工藝

  大多數(shù)多晶金剛石復(fù)合板和刀體被釬焊，并且多晶金剛石復(fù)合板被焊接到硬質(zhì)合金基板上。焊接方法主要包括激光焊接，真空擴(kuò)散焊接，真空釬焊，高頻感應(yīng)釬焊等。目前，由于高頻感應(yīng)加熱釬焊成本低，它被廣泛用于多晶金剛石刀片的焊接。

  在多晶金剛石復(fù)合與硬質(zhì)合金基體的焊接過程中，對焊接后刀具性能影響較大的因素有：焊接溫度、焊劑的選擇等。在焊接過程中，控制焊接溫度非常重要。另一方面，如果焊接溫度太高，則多晶金剛石復(fù)合片材容易被氧化并進(jìn)一步石墨化，導(dǎo)致“過度燒蝕”，這會影響多晶金剛石復(fù)合片材和硬質(zhì)合金基材的可焊性。傳統(tǒng)的手工焊接方法生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定?，F(xiàn)如今，多晶金剛石復(fù)合片與硬質(zhì)合金基體的焊接多采用自動高頻焊接工藝，焊接效率高、產(chǎn)品質(zhì)量一致性好。

  4 多晶金剛石刀具的刃磨工藝

  多晶金剛石復(fù)合材料葉片的硬度非常高，因此其去除率極低，約為硬質(zhì)合金去除率的千分之一甚至萬分之一。因此，多晶金剛石工具的銳化過程主要通過使用樹脂結(jié)合金剛石砂輪或陶瓷結(jié)合金剛石砂輪來進(jìn)行。由于樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪和陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的磨料也是金剛石顆粒/粉末，與多晶金剛石刀具相同，因此其磨削規(guī)律比較復(fù)雜。

  

  用于樹脂或陶瓷粘結(jié)選擇的砂輪應(yīng)根據(jù)磨床的類型和加工條件。由于電火花加工技術(shù)不受接地工件硬度的影響，因此用電火花磨削技術(shù)研磨多晶金剛石具有更好的研磨效果。某些復(fù)雜形狀的多晶金剛石刀具（如木工刀具）的磨削，不能采用傳統(tǒng)的金剛石砂輪磨削的方式，僅能采用這種適合復(fù)雜形狀的電火花磨削的工藝具。隨著多晶金剛石刀具應(yīng)用的不斷推廣，以及電火花磨削技術(shù)的發(fā)展，電火花磨削（Electrical Discharge Grilling，簡稱EDG）技術(shù)將成為多晶金剛石刀具磨削的一個趨勢。

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