(1)切割工藝

   PCD硬度高，耐磨性良好，切割工藝難度高。具體切割工藝特點比較見表。

  幾種切割工藝的特點比較

  

  

   綜上，電火花加工最佳。電火花加工效率及PDC表面質量與電極質量、PCD粒度、層厚，特別是切削速度有關。實驗表明，切削速度過高會影響PDC表面質量，過低會引起“拱絲”，影響切割效率。隨著刀片厚度增加，切割速度會降低。

  

  

  

   (2)焊接工藝

   PDC與刀體的連接方式有機械夾固、粘接和釬焊。釬焊是將PDC壓制在硬質合金基體上，方法包括真空釬焊、真空擴散焊接、高頻感應加熱釬焊、激光焊接等。高頻感應加熱釬焊低成本，高回報，獲得了廣泛應用。焊接質量與焊劑、焊接合金和焊接溫度有關。焊接溫度(一般低于700℃)影響最大，溫度過高，容易引起PCD石墨化，甚至“過燒”，直接影響焊接效果，而溫度過低會導致焊接強度不足。通過保溫時間和PCD變紅的深淺程度可以控制焊接溫度。連接方式比較見表。

  表 PDC刀片與刀桿連接方式的特點和應用

  

  

   (3)刃磨工藝

   PCD刀具刃磨工藝難度高，是制造工藝的關鍵。刃磨一般要求主切削刃有一定的直線度，無鋸齒和崩刃，刃口鋸齒峰值在5μm以內，圓弧半徑在4μm以內；前、后刀面保證一定的表面光潔度，甚至將前刀面Ra降至0.01μm，達到鏡面要求，使切屑沿前刀面流動、預防粘刀[17]。

   刃磨工藝包括金剛石砂輪機械刃磨、電火花刃磨(EDG)、金屬結合劑超硬磨料砂輪在線電解修整刃磨(ELID)、復合刃磨加工。其中，金剛石砂輪機械刃磨最成熟，應用最廣。

   相關實驗[18]得出：①粗顆粒砂輪會導致嚴重的刃口崩缺，且砂輪粒度下降，刃口質量呈變好的趨勢；②砂輪粒度與細顆?；虺氼w粒PCD刀具的刃口質量關系密切，但對粗顆粒PCD刀具作用有限。

  

  

  

   國內外相關研究主要集中在刃磨機理[19-23]及工藝上。刃磨機理中，占主導的是熱化學去除和機械去除，脆性去除和疲勞去除比例相對較小。刃磨時，要根據(jù)不同結合劑金剛石砂輪的強度、耐熱性等特點，盡可能提高砂輪轉速和擺頻，避免脆性和疲勞去除，提高熱化學去除比例，降低表面粗糙度。干磨削的表面粗糙度較低，但容易因加工溫度過高，燒傷刀具表面[24]。

   刃磨工藝方面需要注意：①選擇合理的刃磨工藝參數(shù)，可以使刃口質量更加優(yōu)異，前、后刀面表面光潔度更高。但也要綜合考慮磨削力高、砂輪損耗大、刃磨效率低、成本高等問題；②選擇合理的砂輪質量，包括結合劑種類，砂輪粒度、濃度、結合劑、砂輪修整，配以合理的干濕刃磨條件，可以優(yōu)化刀具前后角、刀尖鈍化值等參數(shù)，同時提高刀具的表面質量。

  

  

  

   不同結合劑金剛石砂輪特性不同，刃磨機理及效果也不同。樹脂結合劑金剛石砂輪較軟，磨粒易過早脫落，不耐熱，表面受熱易變形，刃磨表面易產(chǎn)生磨痕，粗糙度大；金屬結合劑金剛石砂輪通過磨粒局部破碎保持鋒利狀態(tài)，成型性好，表面平整，刃磨表面粗糙度低，效率較高，但對磨粒的結合能力太強使磨具自銳性差，且刃口容易留下沖擊缺口，造成邊緣嚴重破壞；陶瓷結合劑金剛石砂輪強度適中，自勵性好，內部氣孔較多，有利于排屑和散熱，可以適應各種冷卻液，磨削溫度較低，砂輪磨損較小，形狀保持性好，工件精度高，效率最高，但金剛石磨粒和結合劑組成的脫落體容易導致刀具表面結合劑處形成凹坑[24]。使用時要根據(jù)加工材料，綜合磨削效率、磨具耐用度及工件表面質量進行合理選擇。

   磨削效率方面的研究主要集中在提高生產(chǎn)率和控制成本上，一般作為評價標準的是磨削率Q(單位時間內PCD去除量)和磨耗比G(PCD去除量與砂輪損耗量之比)。

  

  

  

   德國學者KENTER以恒定壓力磨削PCD刀具，試驗得出[19-21]：①增大砂輪轉速、PDC粒度和冷卻液濃度，磨削率與磨耗比均減小；②增大磨粒粒度，增大恒定壓力，增大砂輪中金剛石的濃度，磨削率與磨耗比均增大；③結合劑種類不同，磨削率與磨耗比不同。KENTER系統(tǒng)研究了PCD刀具的刃磨工藝，但沒有系統(tǒng)分析刃磨工藝對刃磨質量的影響。

本來摘自:聚晶金剛石刀具的制造及應用　何云， 楊泊莘， 高陽華， 雷學林