本文作者：陈群英作者单位：江苏沃尔夫机械有限公司

聚晶金刚石及其复合刀片及应用

聚晶金刚石（PCD）又被成为烧结体金刚石，它是利用钴等金属作为结合剂，在高温高压的条件下，将大量的金刚石单晶粉聚晶在一起，形成的一种多晶体刀具材料，与天然形成的金刚石相比，其硬度相对较低，但是这种材料是由很多不同取向的金刚石晶粉形成的，因此这种材料并不存在解理面，因此它也不会像天然金刚石那样，不同晶面上有着不同的硬度、强度和耐久度等。利用聚晶金刚石制成的刀具在进行切割操作时，刀具上的切割刃抵抗意外损害的能力明显增强，刀具的耐磨损能力较高，可以在较长的时间里保持刀刃的锋利程度，在进行机械教工时可以采取较快的切割速度和较强的被吃刀量。与传统的WC硬质合金刀具相比，利用聚晶金刚石制成的刀具使用寿命明显提升10~50倍，而且这种刀具材料所需的合成材料较为普遍，其价格也相对低廉。PCD刀具有着极高的硬度，而且它还具有使用寿命较长、摩擦系数较低、刀刃锋利、导热系数优秀等特点，在越来越多的领域中替代了WC基硬质合金刀具。而所谓的聚晶金刚石复合片（PDC）刀具技术是在聚晶金刚石技术的基础上逐步形成和发展起来的，这种材料主要是利用硬质合金作为基体，然后将聚晶金刚石技术应用在上面，这种材料的主要优点就是增强了刀具的自身韧性和强度，而且刀具具备了可焊接的能力，它是集合PCD和硬质合金两种材料有点于一身的高性能刀具材料。

CVD金刚石及其应用

CVD金刚石刀具材料的制作过程与传统PDC、PCD技术最大的区别就是，它是在低压状态下完成制作的，而且在CVD金刚石中并不含有任何的催化剂成分，它的一些性质与天然金刚石有着一定的相似性，但是这种刀具材料与聚晶金刚石有着一定的相同点，那就是它的组成晶粒也是呈无序排列的，没有脆性的解理面，各个面之间性质相同。利用CVD金刚石技术制成的刀具与传统技术制成的道具相比，它具有很多的优势，比如说刀具的形状可以设计的更加复杂，制作过程的花费较低，同一刀片上可以拥有多个刀刃等。同时这种技术制作的刀具也存在明显的缺点，那就是这种技术制作的刀具在进行加工时，容易出现金刚石涂层与硬质合金基体分离的现象，这主要是由于涂层与基体之间结合强度不够造成的。从当前机械加工中各种刀具材料的使用情况来看，CVD金刚石技术还没有得到广泛的应用，与传统的刀具材料相比，虽然它具备较高的热稳定性，但是它也有着自身的缺陷，最主要的就是组成的基本晶粒之间聚结强度不高，脆性较大，而且不导电。尤其是不导电性使其很难在电火花切割以及抛光加工技术中进行广泛的推广使用。当前这一技术材料主要应用在一些金刚石刀具的加工过程中，此外，在一些用于木材加工的刀具维修和制作时也有一定的使用。

聚晶立方氮化硼及其应用

聚晶立方氮化硼作为一种较为常见的超硬刀具材料，在实际的机械加工过程中得到了越来越广泛的应用。这一技术制作的刀具其硬度和耐磨性良好，可以在较高温度下使用，而且它的导热性以及耐腐蚀性非常优秀。与PCD、PDC制作的刀具相比，聚晶立方氮化硼刀具的耐磨性能存在一定的劣势，但是它可以在1200℃的高温下正常使用，而且可以承受较强的化学腐蚀。目前50％的PCBN刀具用于汽车制造业，包括用于加工汽车发动机箱体、刹车盘、传动轴、气缸孔、发动机进出气阀座等，另外，约20％用于重型设备（如轧辊）的加工。近年来，随着计算机加工技术的迅猛发展以及数控机床普遍使用，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的PCBN刀具的应用也日益普及，同时还引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、以车代磨、干式切削等。PCBN刀具材料已成为现代切削加工中不可缺少的重要的刀具材料。