PCD刀具作為超硬刀具的一種，在機(jī)加工領(lǐng)域的應(yīng)用比例逐年上升，這與難加工材料和有色金屬材料加工量的不斷上升有著緊密的聯(lián)系。PCD刀具的材料作為最堅(jiān)硬材料之一的金剛石，采用特殊的高溫高壓工藝之后在硬質(zhì)合金基體上粘貼一層緊密的聚晶金剛石層，即PCD刀具。PCD刀具的主要材料是金剛石粉，加入一定的硅鐵和粘結(jié)劑等金屬，在高溫高壓下生產(chǎn)。

硬度是普通硬質(zhì)合金刀具的100倍以上?？蛇_(dá)>8000HV。熱導(dǎo)率高出六七倍。

PCD刀具主要用于以下兩個(gè)方面：

(1)難加工的有色金屬材料的加工：使用普通刀具加工難加工的有色金屬材料時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生刀具易磨損、加工率低效率缺陷，PCD刀具可以表現(xiàn)出良好的加工性能。例如，PCD刀具可以有效加工一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)活塞材料——過(guò)共晶硅鋁合金(對(duì)該材料加工機(jī)理的研究取得了突破性進(jìn)展)。

(2)難加工的非金屬材料加工：PCD刀具非常適合石材、硬碳、碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)、人造板材等難加工的非金屬材料加工。

PCD刀具性能特點(diǎn)

金剛石刀具具有硬度高、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)高、耐磨性好等特點(diǎn)，在高速切削中可獲得較高的加工精度和效率。金剛石工具的上述性能是由金剛石的晶態(tài)決定的。在金剛石晶體中，碳原子的四個(gè)價(jià)電子按照四面體結(jié)構(gòu)形成鍵，每個(gè)碳原子與相鄰的四個(gè)原子形成共價(jià)鍵，從而形成金剛石結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的結(jié)合力和方向性，使金剛石具有極高的硬度。由于多晶金剛石(PCD)的結(jié)構(gòu)是不同取向的細(xì)晶粒金剛石燒結(jié)體，盡管添加了結(jié)合劑，PCD的硬度和耐磨性仍低于單晶金剛石。然而，由于 PCD 燒結(jié)體是各向同性的，很難沿單個(gè)解理面分裂。

PCD刀具材料的主要性能指標(biāo)如下：

1、PCD的硬度可達(dá)8000HV，是硬質(zhì)合金的80～120倍;
2、PCD的導(dǎo)熱系數(shù)為700W/mK，是硬質(zhì)合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和銅，因此PCD刀具的傳熱迅速;
3、PCD的摩擦系數(shù)一般只有0.1~0.3(硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4~1)，所以PCD刀具可以顯著降低切削力;
4、PCD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;
5、PCD刀具與有色金屬和非金屬材料的親和力很小，切屑在加工過(guò)程中不易粘結(jié)在刀具尖端形成切屑瘤。