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Pcd刀的特点及领域

来 源:发布时间:2021-04-23点击次数:

      金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要材料;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料的时期。二十世纪七十年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
      一、性能特点
      金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中,碳原子的四个价电子按四面体结构成键,每个碳原子与四个相邻原子形成共价键,进而组成金刚石结构,该结构的结合力和方向性很强,从而使金刚石具有极高硬度。
      由于聚晶金刚石(PCD)的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体,虽然加入了结合剂,其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性,因此不易沿单一解理面裂开。
      二、PCD刀具的主要应用领域
       航空航天领域
      复合材料相比于其它材料具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等特性,成为航空航天领域的理想材料。随着航空航天复合材料的应用,如何正确选择、合理使用刀具进行高效高质量切削加工是一个非常重要的问题。
      航空航天制造业应用的刀具材料主要有硬质合金和PCD刀具材料,其中,PCD刀具材料所占比重越来越大,在当今的航空制造中两者成为航空航天业刀具发展中的主导刀具,应用范围相当广。
      汽车行业领域
      PCD刀具于1973年在美国开始应用。自汽车工业应用PCD刀具以来,PCD刀具在北美汽车工业中的使用量高速增长。美国汽车公司使用PCD刀具加工的主要对象是发动机的铝合金汽缸体。
      PCD刀具的应用涵盖汽车几乎所有铝合金零部件加工领域,包括阶梯复合刀具,铸铝及铝合金加工丝锥,各种高精度孔复合绞刀,复合钻头,大倍径钻头,高难度材料加工钻头等等。国内汽车企业如一汽大众,已较广的使用PCD刀具加工汽车铝合金零部件(如汽车铝合金活塞、铝合金轮毂)。

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