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　金剛石刀具具有硬度高、抗壓強度高、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性，可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。

　PCD刀具因其良好的加工質(zhì)量和加工經(jīng)濟性在非金屬材料、有色金屬及其合金材料、金屬基復(fù)合材料等切削加工領(lǐng)域顯示出其它刀具難以比擬的優(yōu)勢。
隨著PCD刀具的理論研究日益深入及其應(yīng)用技術(shù)的進一步推廣，PCD刀具在超硬刀具領(lǐng)域的地位將日益重要，其應(yīng)用范圍也將進一步拓展。

?PCD刀具的發(fā)展
　　金剛石作為一種超硬刀具材料應(yīng)用于切削加工已有數(shù)百年歷史。
在刀具發(fā)展歷程中，從十九世紀末到二十世紀中期，刀具材料以高速鋼為主要代表；1927年德國首先研制出硬質(zhì)合金刀具材料并獲得廣泛應(yīng)用；二十世紀五十年代，瑞典和美國分別合成出人造金剛石，切削刀具從此步入以超硬材料為代表的時期。
二十世紀七十年代，人們利用高壓合成技術(shù)合成了聚晶金剛石（PCD），解決了天然金剛石數(shù)量稀少、價格昂貴的問題，使金剛石刀具的應(yīng)用范圍擴展到航空、航天、汽車、電子、石材等多個領(lǐng)域。

　　1.2 PCD刀具的性能特點
　　金剛石刀具具有硬度高、抗壓強度高、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性，可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。
金剛石刀具的上述特性是由金剛石晶體狀態(tài)決定的。
在金剛石晶體中，碳原子的四個價電子按四面體結(jié)構(gòu)成鍵，每個碳原子與四個相鄰原子形成共價鍵，進而組成金剛石結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的結(jié)合力和方向性很強，從而使金剛石具有極高硬度。
由于聚晶金剛石（PCD）的結(jié)構(gòu)是取向不一的細晶粒金剛石燒結(jié)體，雖然加入了結(jié)合劑，其硬度及耐磨性仍低于單晶金剛石。
但由于PCD燒結(jié)體表現(xiàn)為各向同性，因此不易沿單一解理面裂開。

　　PCD刀具材料的主要性能指標：
　�、貾CD的硬度可達8000HV，為硬質(zhì)合金的80～120倍；
　�、赑CD的導(dǎo)熱系數(shù)為700W/mK，為硬質(zhì)合金的1.5～9倍MyCIMT，甚至高于PCBN和銅，因此PCD刀具熱量傳遞迅速；
　�、跴CD的摩擦系數(shù)一般僅為0.1～0.3（硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4～1），因此PCD刀具可顯著減小切削力；
　�、躊CD的熱膨脹系數(shù)僅為0.9×10??-6～1.18×10 -6，僅相當于硬質(zhì)合金的1/5，因此PCD刀具熱變形小，加工精度高；
　�、軵CD刀具與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小，在加工過程中切屑不易粘結(jié)在刀尖上形成積屑瘤。

　　1.3 PCD刀具的應(yīng)用
　　工業(yè)發(fā)達國家對PCD刀具的研究開展較早，其應(yīng)用已比較成熟。
自1953年在瑞典首次合成人造金剛石以來，對PCD刀具切削性能的研究獲得了大量成果，PCD刀具的應(yīng)用范圍及使用量迅速擴大。
目前，國際上著名的人造金剛石復(fù)合片生產(chǎn)商主要有英國De Beers公司、美國GE公司、日本住友電工株式會社等。
據(jù)報道，1995年一季度僅日本的PCD刀具產(chǎn)量即達10.7萬把。
PCD刀具的應(yīng)用范圍已由初期的車削加工向鉆削、銑削加工擴展。
由日本一家組織進行的關(guān)于超硬刀具的調(diào)查表明：人們選用PCD刀具的主要考慮因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具壽命等優(yōu)勢。
金剛石復(fù)合片合成技術(shù)也得到了較大發(fā)展，DeBeers公司已推出了直徑74mm、層厚0.3mm的聚晶金剛石復(fù)合片。

　　國內(nèi)PCD刀具市場隨著刀具技術(shù)水平的發(fā)展也不斷擴大。
目前中國第一汽車集團已有一百多個PCD車刀使用點，許多人造板企業(yè)也采用PCD刀具進行木制品加工。
PCD刀具的應(yīng)用也進一步推動了對其設(shè)計與制造技術(shù)的研究。
國內(nèi)的清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、華中理工大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等均在積極開展這方面的研究。
國內(nèi)從事PCD刀具研發(fā)、生產(chǎn)的有上海舒伯哈特、鄭州新亞、南京藍幟、深圳潤祥、成都工具研究所等幾十家單位。
目前，PCD刀具的加工范圍已從傳統(tǒng)的金屬切削加工擴展到石材加工MyCIMT、木材加工、金屬基復(fù)合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。
通過對近年來PCD刀具應(yīng)用的分析可見，PCD刀具主要應(yīng)用于以下兩方面：
　　①難加工有色金屬材料的加工：用普通刀具加工難加工有色金屬材料時，往往產(chǎn)生刀具易磨損、加工效率低等缺陷，而PCD刀具則可表現(xiàn)出良好的加工性能。
如用PCD刀具可有效加工新型發(fā)動機活塞材料——過共晶硅鋁合金（對該材料加工機理的研究已取得突破）。

　�、陔y加工非金屬材料的加工：PCD刀具非常適合對石材、硬質(zhì)碳、碳纖維增強塑料（CFRP）、人造板材等難加工非金屬材料的加工。
如華中理工大學(xué)1990年實現(xiàn)了用PCD刀具加工玻璃；目前強化復(fù)合地板及其它木基板材（如MDF）的應(yīng)用日趨廣泛，用PCD刀具加工這些材料可有效避免刀具易磨損等缺陷。