金剛石是自然界目前發(fā)現(xiàn)的最硬的物質(zhì)了，顯微硬度可達(dá)10000HV，對于金剛石刀具你又了解多少呢？我們先來看看超硬刀具材料的發(fā)展史。

  超硬刀具材料的發(fā)展史

  PCD刀具簡介

  聚晶金剛石（PCD）是指將金剛石微粉（粒度為微米級(jí)）與少量的金屬粉末（如Co等）混合后在高溫（1400℃）高壓下燒結(jié)而成的聚晶體。

  市場上作為商品供應(yīng)的PCD復(fù)合片，是由0.4～0.6mm厚（目前國內(nèi)華菱有加厚的0.8～1.0mm復(fù)合片）的聚晶金剛石層在高溫、高壓下使其牢固地和硬質(zhì)合金襯底結(jié)合的一種超硬復(fù)合材料。它既具備了PCD的高硬度、高耐磨性，又兼有硬質(zhì)合金的良好強(qiáng)度和韌性，因此用PCD復(fù)合片制成的刀具是使用最廣泛的金剛石刀具，被大量應(yīng)用于汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。

  聚晶金剛石（PCD）刀具材料性能特點(diǎn)

  ①PCD的硬度可達(dá)8000HV，為硬質(zhì)合金的80～120倍；

  ②PCD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；

  ③PCD的磨擦系數(shù)一般僅為0.1～0.3（硬質(zhì)合金的磨擦系數(shù)為0.4～1）,因此PCD刀具可顯著減小切削力；

  ④PCD的熱膨脹系數(shù)僅為0.9×10－6～1.18×10－6，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；

  ⑤PCD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)在刀尖上形成積屑瘤；

  ⑥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。

  聚晶金剛石（PCD）材料牌號(hào)粒度及特性應(yīng)用

  聚晶金剛石（PCD）材料的性能可通過改變內(nèi)部人造金剛石顆粒的大小來調(diào)整。隨著晶粒尺寸的增加，其強(qiáng)度會(huì)降低，而耐磨性會(huì)相應(yīng)提高。當(dāng)粒度降低到1微米或更小時(shí)，其耐磨性和強(qiáng)度則會(huì)比略粗粒度材料更高一些。粒度小的材料更容易進(jìn)行機(jī)械研磨和電火花加工，并且在精密加工應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)更高的表面光潔度。

  PCD刀具材料牌號(hào)力度及特性應(yīng)用

  聚晶金剛石刀具的應(yīng)用

  金剛石是世界上最硬的物質(zhì)，在很多行業(yè)及領(lǐng)域被充分的利用。目前機(jī)械加工及機(jī)床刀具行業(yè)，聚晶金剛石被制作成機(jī)床上使用的刀具，解決了一些硬質(zhì)合金、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、高速鋼刀具等在加工工件時(shí)所要求的超高表面亮度、光潔度、 超高精度、高硬度等性能及難加工的材質(zhì)，聚晶金剛石刀具因此被人稱作超硬刀具或?qū)毷毒撸ㄣ@石刀具）名于機(jī)械制造行業(yè)。

  PCD刀具應(yīng)用領(lǐng)域

  但也不是任何材料的工件都能加工更不是所有硬材料都適合用聚晶金剛石刀具加工 ，它也有加工材料的范圍的限制。就目前而言，適合用聚晶金剛石刀具加工的材料大致分為非鐵基金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料三方面：

  （1）非鐵基金屬材料——銅及銅合金、硅鋁合金、鋁及鋁合金、鉛合金，巴氏合金，鋅合金等。

  （2）非金屬材料——碳纖維增強(qiáng)塑料 、氧化鋁、碳化硅、聚氨酯，有機(jī)玻璃，石墨、燒結(jié)陶瓷、電木、陶瓷、環(huán)氧樹脂、玻璃、玻璃陶瓷、軟橡膠尼龍制品等。

  （3）復(fù)合材料——石棉、環(huán)氧玻璃纖維、碳填充材料、尼龍?zhí)畛洳牧?、酚類填充材料、聚氯乙烯填充材料、硅酸類填充材料，玻璃鋼?/p>

  聚晶金剛石刀具因在加工時(shí)體現(xiàn)出來的良好的加工質(zhì)量和加工效率這方面在非鐵基金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料等切削加工時(shí)，能使加工成本大幅下降，加工效率成倍提高。

  PCD刀具的應(yīng)用發(fā)展

  國內(nèi)PCD刀具市場隨著刀具技術(shù)水平的發(fā)展也不斷擴(kuò)大，目前中國第一汽車集團(tuán)已有一百多個(gè)PCD車刀使用點(diǎn)。PCD刀具的應(yīng)用也進(jìn)一步推動(dòng)了對其設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究，國內(nèi)眾多知名高校和刀具制造商都在積極開展這方面的研究、研發(fā)和生產(chǎn)。

  PCD刀具研發(fā)

  今后鋁、錳和其他輕合金以及鈦合金、燒結(jié)合金及其他高強(qiáng)度合金將越來越多地用作汽車動(dòng)力系統(tǒng)零部件的材料，能夠加工這些材料的金剛石工具預(yù)期將有非常大的增長。另外，由于PCD刀具具有高硬度、高耐熱性、長壽命、切屑刃鋒利性和良好的熱傳導(dǎo)性等，可以滿足汽車零部件加工對高速、高效、高精度、新材料和新形狀的要求，所以PCD刀具必將得到越來越廣泛的使用。