一、聚晶金剛石復合片切割工藝

電火花加工－高度集中的(de)脈沖放電能量、強大的(de)放電爆(bao)炸力使(shi)PCD材料中的(de)金(jin)屬(shu)融化(hua)，部分金(jin)剛(gang)石石墨化(hua)和氧(yang)化(hua)，部分金(jin)剛(gang)石脫(tuo)落，工藝性(xing)好(hao)、效率(lv)高；

超(chao)聲波加工－加工效(xiao)率低，金(jin)剛石微(wei)粉(fen)消耗大，粉(fen)塵污(wu)染大；

激光加工－非接觸(chu)加工，效率(lv)高、加工變形小、工藝性差；

在(zai)上(shang)述加工(gong)方法中(zhong)，電(dian)火(huo)花加工(gong)效果(guo)較佳。PCD中(zhong)結合橋的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)使(shi)電(dian)火(huo)花加工(gong)復(fu)合片成(cheng)(cheng)為可能(neng)。在(zai)有工(gong)作液(ye)的(de)(de)(de)條件下，利用脈沖電(dian)壓(ya)使(shi)靠(kao)近電(dian)極(ji)(ji)金屬處的(de)(de)(de)工(gong)作液(ye)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)放電(dian)通道，并(bing)在(zai)局部產生放電(dian)火(huo)花，瞬間高溫可使(shi)聚晶金剛石熔化、脫落(luo)，從(cong)而形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)所(suo)要求(qiu)的(de)(de)(de)三角形(xing)(xing)、長方形(xing)(xing)或正方形(xing)(xing)的(de)(de)(de)刀(dao)頭毛坯。電(dian)火(huo)花加工(gong)PCD復(fu)合片的(de)(de)(de)效率(lv)及表面質量(liang)受到切(qie)削速(su)(su)度(du)、PCD粒度(du)、層(ceng)厚和電(dian)極(ji)(ji)質量(liang)等因素的(de)(de)(de)影響，其中(zhong)切(qie)削速(su)(su)度(du)的(de)(de)(de)合理選擇(ze)十(shi)分(fen)關鍵(jian)，實驗表明(ming)，增大切(qie)削速(su)(su)度(du)會降低(di)加工(gong)表面質量(liang)，而切(qie)削速(su)(su)度(du)過低(di)則會產生“拱絲”現象，并(bing)降低(di)切(qie)割效率(lv)。增加PCD刀(dao)片厚度(du)也會降低(di)切(qie)割速(su)(su)度(du)。

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二、聚晶金剛石復合片焊接工藝

PCD復合(he)(he)(he)(he)片(pian)與刀(dao)體的(de)(de)(de)結合(he)(he)(he)(he)方(fang)式除采(cai)用機械夾固(gu)和粘接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)外，大(da)多是通(tong)過(guo)(guo)釬(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)方(fang)式將PCD復合(he)(he)(he)(he)片(pian)壓制在(zai)硬質(zhi)合(he)(he)(he)(he)金基(ji)體上。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)主要有激光焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)、真空擴散(san)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)、真空釬(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)、高(gao)頻(pin)感應(ying)釬(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)等。目(mu)前，投資(zi)少、成本低(di)的(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)感應(ying)加(jia)熱釬(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)在(zai)PCD刀(dao)片(pian)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)中得到廣(guang)泛應(ying)用。在(zai)刀(dao)片(pian)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)、焊(han)(han)(han)(han)(han)劑和焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)選擇(ze)將直接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)影響(xiang)焊(han)(han)(han)(han)(han)后刀(dao)具的(de)(de)(de)性(xing)能。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)控制十分重要，如焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)(guo)低(di)，則焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)強度(du)(du)(du)不夠；如焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)(guo)高(gao)，PCD容易石墨化，并可(ke)能導致“過(guo)(guo)燒(shao)”，影響(xiang)PCD復合(he)(he)(he)(he)片(pian)與硬質(zhi)合(he)(he)(he)(he)金基(ji)體的(de)(de)(de)結合(he)(he)(he)(he)。在(zai)實際加(jia)工過(guo)(guo)程(cheng)中，可(ke)根據保溫(wen)時(shi)間和PCD變紅的(de)(de)(de)深淺程(cheng)度(du)(du)(du)來控制焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)（一(yi)般應(ying)低(di)于700℃）。國(guo)外的(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)多采(cai)用自動焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工藝，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)效(xiao)率(lv)高(gao)、質(zhi)量好，可(ke)實現連續生產；國(guo)內則多采(cai)用手(shou)工焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)，生產效(xiao)率(lv)較低(di)，質(zhi)量也不夠理想。

三、聚晶金剛石復合片刃磨工藝

PCD的(de)(de)高(gao)硬(ying)度(du)(du)使其材(cai)料(liao)去除(chu)率(lv)極低(di)（甚至(zhi)只有硬(ying)質合(he)(he)金(jin)去除(chu)率(lv)的(de)(de)萬分之一(yi)）。目前(qian)，PCD刀(dao)(dao)(dao)具刃磨(mo)(mo)(mo)(mo)工(gong)(gong)藝(yi)主要采(cai)用(yong)(yong)陶瓷結合(he)(he)劑(ji)金(jin)剛石砂(sha)輪進行磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)。由于砂(sha)輪磨(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)與PCD之間的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)是兩種硬(ying)度(du)(du)相近的(de)(de)材(cai)料(liao)間的(de)(de)相互作用(yong)(yong)，因此其磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)規律比較(jiao)復(fu)雜。對于高(gao)粒(li)度(du)(du)、低(di)轉速砂(sha)輪，采(cai)用(yong)(yong)水溶性冷卻液可提(ti)高(gao)PCD的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)效率(lv)和磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)精度(du)(du)。砂(sha)輪結合(he)(he)劑(ji)的(de)(de)選擇(ze)應視磨(mo)(mo)(mo)(mo)床類(lei)型和加工(gong)(gong)條(tiao)件而(er)定(ding)。由于電火花(hua)(hua)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)（EDG）技術幾乎不受(shou)被磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)工(gong)(gong)件硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)影(ying)響，因此采(cai)用(yong)(yong)EDG技術磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)PCD具有較(jiao)大優勢(shi)。某些(xie)復(fu)雜形狀PCD刀(dao)(dao)(dao)具（如木(mu)工(gong)(gong)刀(dao)(dao)(dao)具）的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)也對這種靈活的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)工(gong)(gong)藝(yi)具有巨大需求。隨(sui)著(zhu)電火花(hua)(hua)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)技術的(de)(de)不斷發(fa)展，EDG技術將成為(wei)PCD磨(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)的(de)(de)一(yi)個(ge)主要發(fa)展方向(xiang)。

四、聚晶金剛石復合片設計原則

PCD粒度

PCD粒(li)度(du)的(de)(de)選(xuan)(xuan)擇(ze)與刀(dao)具加工(gong)條件有關，如設計用(yong)于精加工(gong)或(huo)超精加工(gong)的(de)(de)刀(dao)具時(shi)(shi)，應選(xuan)(xuan)用(yong)強(qiang)(qiang)度(du)高、韌(ren)性好(hao)、抗沖擊性能好(hao)、細晶粒(li)的(de)(de)PCD。粗(cu)晶粒(li)PCD刀(dao)具則可用(yong)于一般的(de)(de)粗(cu)加工(gong)。PCD材(cai)料(liao)的(de)(de)粒(li)度(du)對(dui)于刀(dao)具的(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)和破損(sun)性能影響顯(xian)著。研(yan)究表明(ming)：PCD粒(li)度(du)號越大，刀(dao)具的(de)(de)抗磨(mo)(mo)損(sun)性能越強(qiang)(qiang)。采用(yong)DeBeers 公司SYNDITE 002和SYNDITE025兩種PCD材(cai)料(liao)的(de)(de)刀(dao)具加工(gong)SiC基復合(he)材(cai)料(liao)時(shi)(shi)的(de)(de)刀(dao)具磨(mo)(mo)損(sun)試(shi)驗結果表明(ming)，粒(li)度(du)為2μm的(de)(de)SYNDITE002PCD材(cai)料(liao)較(jiao)易磨(mo)(mo)損(sun)。

刀片厚度

通常情況下(xia)，PCD復合片(pian)(pian)的(de)(de)(de)層(ceng)厚(hou)(hou)約(yue)為0.3～1.0mm，加(jia)上硬(ying)質(zhi)合金層(ceng)后的(de)(de)(de)總厚(hou)(hou)度(du)約(yue)為2～8mm。較薄(bo)的(de)(de)(de)PCD層(ceng)厚(hou)(hou)有利于刀片(pian)(pian)的(de)(de)(de)電(dian)火花(hua)加(jia)工。DeBeers公(gong)司推出的(de)(de)(de)0.3mm厚(hou)(hou)PCD復合片(pian)(pian)可降低磨削(xue)力(li)，提高(gao)電(dian)火花(hua)的(de)(de)(de)切割速(su)度(du)。PCD復合片(pian)(pian)與刀體材(cai)料(liao)焊接時，硬(ying)質(zhi)合金層(ceng)的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)不能太小，以(yi)避免因兩種(zhong)材(cai)料(liao)結合面(mian)間(jian)的(de)(de)(de)應力(li)差而(er)引起分層(ceng)。

結構設計

PCD刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的幾何(he)參數取決于工(gong)件(jian)狀(zhuang)況(kuang)、刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)材(cai)料與(yu)結構等具(ju)(ju)(ju)體加(jia)工(gong)條件(jian)。由于PCD刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)常用(yong)(yong)于工(gong)件(jian)的精加(jia)工(gong)，切削(xue)厚(hou)度較小（有時甚至(zhi)等于刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的刃口半(ban)徑），屬于微量切削(xue)，因此其后(hou)角及后(hou)刀(dao)(dao)面對(dui)加(jia)工(gong)質量有明顯(xian)影響，較小的后(hou)角、較高的后(hou)刀(dao)(dao)面質量對(dui)于提高PCD刀(dao)(dao)具(ju)(ju)(ju)的加(jia)工(gong)質量可起到重要作用(yong)(yong)。

PCD復合片與(yu)刀桿(gan)的連接(jie)(jie)方式包括機械(xie)夾固、焊(han)接(jie)(jie)、可轉位(wei)等多種(zhong)方式，其(qi)特點(dian)與(yu)應用范圍見(jian)表2。