PCD刀具，是一種采用超硬材料PCD(聚晶金剛石)與刀具基體通過特殊工藝制成的刀具，以其優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域成為現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的重要工具之一。那么PCD刀具的制造技術(shù)是怎樣的呢?下面就跟隨眾業(yè)達(dá)小編一起來看看吧！
PCD刀具制造技術(shù)如下：
一、PCD刀具的制造過程主要包括兩個階段：
1、PCD復(fù)合片的制造：PCD復(fù)合片是由天然或人工合成的金剛石粉末與結(jié)合劑(其中含鈷、鎳等金屬)按一定比例在高溫(1000～2000℃)、高壓(5～10萬個大氣壓)下燒結(jié)而成。在燒結(jié)過程中，由于結(jié)合劑的加入，使金剛石晶體間形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等為主要成分的結(jié)合橋，金剛石晶體以共價鍵形式鑲嵌于結(jié)合橋的骨架中。通常將復(fù)合片制成固定直徑和厚度的圓盤，還需對燒結(jié)成的復(fù)合片進(jìn)行研磨拋光及其它相應(yīng)的物理、化學(xué)處理。
2、PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括復(fù)合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步驟。
二、切割工藝
由于PCD刀具具有很高的硬度及耐磨性，因此必須采用特殊的加工工藝。目前，加工PCD復(fù)合片主要采用電火花線切割、激光加工、超聲波加工、高壓水射流等幾種工藝方法。
在上述加工方法中，電火花加工效果較佳。PCD中結(jié)合橋的存在使電火花加工復(fù)合片成為可能。在有工作液的條件下，利用脈沖電壓使靠近電極金屬處的工作液形成放電通道，并在局部產(chǎn)生放電火花，瞬間高溫可使聚晶金剛石熔化、脫落，從而形成所要求的三角形、長方形或正方形的刀頭毛坯。電火花加工PCD復(fù)合片的效率及表面質(zhì)量受到切削速度、PCD粒度、層厚和電極質(zhì)量等因素的影響，其中切削速度的合理選擇十分關(guān)鍵，實驗表明，增大切削速度會降低加工表面質(zhì)量，而切削速度過低則會產(chǎn)生“拱絲”現(xiàn)象，并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也會降低切割速度。
三、焊接工藝
PCD復(fù)合片與刀體的結(jié)合方式除采用機(jī)械夾固和粘接方法外，大多是通過釬焊方式將PCD復(fù)合片壓制在硬質(zhì)合金基體上。焊接方法主要有激光焊接、真空擴(kuò)散焊接、真空釬焊、高頻感應(yīng)釬焊等。目前，投資少、成本低的高頻感應(yīng)加熱釬焊在PCD刀片焊接中得到廣泛應(yīng)用。在刀片焊接過程中，焊接溫度、焊劑和焊接合金的選擇將直接影響焊后刀具的性能。在焊接過程中，焊接溫度的控制十分重要，如焊接溫度過低，則焊接強(qiáng)度不夠;如焊接溫度過高，PCD容易石墨化，并可能導(dǎo)致“過燒”，影響PCD復(fù)合片與硬質(zhì)合金基體的結(jié)合。在實際加工過程中，可根據(jù)保溫時間和PCD變紅的深淺程度來控制焊接溫度(一般應(yīng)低于700℃)。國外的高頻焊接多采用自動焊接工藝，焊接效率高、質(zhì)量好，可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn);國內(nèi)則多采用手工焊接，生產(chǎn)效率較低，質(zhì)量也不夠理想。
四、刃磨工藝
PCD的高硬度使其材料去除率極低(甚至只有硬質(zhì)合金去除率的萬分之一)。目前，PCD刀具刃磨工藝主要采用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪進(jìn)行磨削。由于砂輪磨料與PCD之間的磨削是兩種硬度相近的材料間的相互作用，因此其磨削規(guī)律比較復(fù)雜。對于高粒度、低轉(zhuǎn)速砂輪，采用水溶性冷卻液可提高PCD的磨削效率和磨削精度。砂輪結(jié)合劑的選擇應(yīng)視磨床類型和加工條件而定。由于電火花磨削(EDG)技術(shù)幾乎不受被磨削工件硬度的影響，因此采用EDG技術(shù)磨削PCD具有較大優(yōu)勢。某些復(fù)雜形狀PCD刀具(如木工刀具)的磨削也對這種靈活的磨削工藝具有巨大需求。隨著電火花磨削技術(shù)的不斷發(fā)展，EDG技術(shù)將成為PCD磨削的一個主要發(fā)展方向。
以上關(guān)于PCD刀具的制造技術(shù)就為大家分享到這里，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。
