一、聚晶金剛石復合片切割工藝

電火花加工－高度集(ji)中的(de)脈沖(chong)放(fang)電能量(liang)、強大的(de)放(fang)電爆炸力使(shi)PCD材料中的(de)金(jin)屬融(rong)化，部(bu)分金(jin)剛(gang)石(shi)石(shi)墨化和氧化，部(bu)分金(jin)剛(gang)石(shi)脫落，工藝性好(hao)、效率高；

超聲波(bo)加(jia)工－加(jia)工效率低，金剛石微粉消耗大，粉塵污染大；

激(ji)光加工(gong)－非接觸加工(gong)，效率高(gao)、加工(gong)變形小、工(gong)藝性差；

在(zai)上述加(jia)(jia)工(gong)方(fang)法(fa)中，電(dian)火(huo)(huo)花加(jia)(jia)工(gong)效(xiao)果較佳。PCD中結(jie)合(he)橋的存(cun)在(zai)使(shi)電(dian)火(huo)(huo)花加(jia)(jia)工(gong)復合(he)片成為可能。在(zai)有(you)工(gong)作液的條件下，利(li)用脈沖電(dian)壓使(shi)靠近電(dian)極(ji)金屬處的工(gong)作液形(xing)成放電(dian)通道，并(bing)在(zai)局部(bu)產生放電(dian)火(huo)(huo)花，瞬間高(gao)溫(wen)可使(shi)聚晶(jing)金剛石熔化、脫落，從(cong)而形(xing)成所要求(qiu)的三角形(xing)、長(chang)方(fang)形(xing)或正方(fang)形(xing)的刀(dao)頭毛坯。電(dian)火(huo)(huo)花加(jia)(jia)工(gong)PCD復合(he)片的效(xiao)率及表面質量(liang)(liang)受到切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)、PCD粒度(du)、層(ceng)厚和電(dian)極(ji)質量(liang)(liang)等因素的影響，其(qi)中切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)的合(he)理選擇(ze)十分(fen)關鍵，實驗表明，增(zeng)大切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)會(hui)降低加(jia)(jia)工(gong)表面質量(liang)(liang)，而切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)過(guo)低則會(hui)產生“拱絲”現象，并(bing)降低切(qie)(qie)割效(xiao)率。增(zeng)加(jia)(jia)PCD刀(dao)片厚度(du)也會(hui)降低切(qie)(qie)割速(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)片與刀體的(de)結合(he)(he)(he)方式除(chu)采用(yong)(yong)機(ji)械(xie)夾固和粘接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方法外(wai)，大多(duo)是通過(guo)(guo)(guo)釬焊(han)方式將PCD復合(he)(he)(he)片壓制(zhi)在硬質(zhi)合(he)(he)(he)金(jin)基體上。焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方法主要(yao)有激光焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)、真空(kong)擴散焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)、真空(kong)釬焊(han)、高頻(pin)感應(ying)釬焊(han)等(deng)。目(mu)前，投(tou)資少、成本低(di)的(de)高頻(pin)感應(ying)加(jia)熱(re)釬焊(han)在PCD刀片焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)中(zhong)得到廣泛應(ying)用(yong)(yong)。在刀片焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)、焊(han)劑和焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)選擇(ze)將直接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)影響(xiang)焊(han)后刀具的(de)性能。在焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)的(de)控制(zhi)十分(fen)重要(yao)，如焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)(guo)低(di)，則(ze)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)強度(du)(du)不(bu)夠(gou)；如焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)(guo)高，PCD容易(yi)石墨化，并可(ke)能導(dao)致“過(guo)(guo)(guo)燒”，影響(xiang)PCD復合(he)(he)(he)片與硬質(zhi)合(he)(he)(he)金(jin)基體的(de)結合(he)(he)(he)。在實際加(jia)工過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，可(ke)根據保溫(wen)時間和PCD變紅的(de)深淺程(cheng)度(du)(du)來控制(zhi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)（一般應(ying)低(di)于700℃）。國外(wai)的(de)高頻(pin)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)多(duo)采用(yong)(yong)自(zi)動焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工藝(yi)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)效率高、質(zhi)量好，可(ke)實現(xian)連(lian)續生產(chan)；國內則(ze)多(duo)采用(yong)(yong)手工焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)，生產(chan)效率較(jiao)低(di)，質(zhi)量也(ye)不(bu)夠(gou)理想(xiang)。

三、聚晶金剛石復合片刃磨工藝

PCD的(de)高(gao)(gao)(gao)硬度(du)使(shi)其材(cai)料(liao)去除率(lv)極低（甚至只有(you)硬質合(he)金去除率(lv)的(de)萬分(fen)之一）。目前(qian)，PCD刀(dao)具(ju)刃磨(mo)(mo)工(gong)(gong)(gong)藝主(zhu)要采(cai)用(yong)陶(tao)瓷結(jie)合(he)劑(ji)(ji)金剛石砂輪(lun)進行磨(mo)(mo)削(xue)(xue)。由于(yu)砂輪(lun)磨(mo)(mo)料(liao)與PCD之間的(de)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)是兩種(zhong)(zhong)硬度(du)相(xiang)近的(de)材(cai)料(liao)間的(de)相(xiang)互作用(yong)，因(yin)此(ci)其磨(mo)(mo)削(xue)(xue)規律比較復(fu)雜。對(dui)于(yu)高(gao)(gao)(gao)粒度(du)、低轉速(su)砂輪(lun)，采(cai)用(yong)水溶性冷(leng)卻液可(ke)提(ti)高(gao)(gao)(gao)PCD的(de)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)效率(lv)和(he)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)精度(du)。砂輪(lun)結(jie)合(he)劑(ji)(ji)的(de)選擇應視磨(mo)(mo)床類(lei)型和(he)加工(gong)(gong)(gong)條件而定。由于(yu)電火花(hua)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)（EDG）技(ji)術幾乎不(bu)受被磨(mo)(mo)削(xue)(xue)工(gong)(gong)(gong)件硬度(du)的(de)影(ying)響，因(yin)此(ci)采(cai)用(yong)EDG技(ji)術磨(mo)(mo)削(xue)(xue)PCD具(ju)有(you)較大(da)優勢。某些復(fu)雜形狀PCD刀(dao)具(ju)（如木(mu)工(gong)(gong)(gong)刀(dao)具(ju)）的(de)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)也(ye)對(dui)這(zhe)種(zhong)(zhong)靈活的(de)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)工(gong)(gong)(gong)藝具(ju)有(you)巨大(da)需求。隨著(zhu)電火花(hua)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)技(ji)術的(de)不(bu)斷發(fa)展，EDG技(ji)術將成為(wei)PCD磨(mo)(mo)削(xue)(xue)的(de)一個主(zhu)要發(fa)展方(fang)向。

四、聚晶金剛石復合片設計原則

PCD粒度

PCD粒(li)(li)度的(de)選擇與刀(dao)(dao)具(ju)(ju)加(jia)工(gong)條件有關，如設計(ji)用(yong)于(yu)(yu)(yu)精加(jia)工(gong)或超精加(jia)工(gong)的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)時，應選用(yong)強度高、韌(ren)性好、抗沖擊性能(neng)(neng)好、細晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)PCD。粗(cu)晶(jing)(jing)粒(li)(li)PCD刀(dao)(dao)具(ju)(ju)則可用(yong)于(yu)(yu)(yu)一(yi)般的(de)粗(cu)加(jia)工(gong)。PCD材(cai)料的(de)粒(li)(li)度對于(yu)(yu)(yu)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)磨損(sun)和破(po)損(sun)性能(neng)(neng)影(ying)響顯著。研(yan)究表明：PCD粒(li)(li)度號越(yue)大，刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)抗磨損(sun)性能(neng)(neng)越(yue)強。采用(yong)DeBeers 公司SYNDITE 002和SYNDITE025兩種PCD材(cai)料的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)加(jia)工(gong)SiC基復(fu)合材(cai)料時的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)磨損(sun)試驗結果表明，粒(li)(li)度為2μm的(de)SYNDITE002PCD材(cai)料較易磨損(sun)。

刀片厚度

通常情況下，PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)片的(de)(de)層(ceng)(ceng)厚(hou)約為(wei)0.3～1.0mm，加上硬質合(he)(he)(he)金層(ceng)(ceng)后的(de)(de)總厚(hou)度(du)約為(wei)2～8mm。較薄的(de)(de)PCD層(ceng)(ceng)厚(hou)有(you)利(li)于刀片的(de)(de)電火(huo)花加工(gong)。DeBeers公司(si)推出(chu)的(de)(de)0.3mm厚(hou)PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)片可(ke)降低(di)磨削力(li)，提高電火(huo)花的(de)(de)切割速度(du)。PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)片與刀體材(cai)料焊接(jie)時，硬質合(he)(he)(he)金層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚(hou)度(du)不(bu)能(neng)太(tai)小，以避免因(yin)兩種(zhong)材(cai)料結合(he)(he)(he)面間的(de)(de)應力(li)差(cha)而引起分層(ceng)(ceng)。

結構設計

PCD刀(dao)具的(de)(de)幾何參數取決于(yu)工(gong)件狀況(kuang)、刀(dao)具材料(liao)與結構等具體加(jia)工(gong)條(tiao)件。由(you)于(yu)PCD刀(dao)具常用(yong)(yong)于(yu)工(gong)件的(de)(de)精加(jia)工(gong)，切(qie)削(xue)厚度較小（有時甚至等于(yu)刀(dao)具的(de)(de)刃口半徑），屬于(yu)微量(liang)(liang)切(qie)削(xue)，因此其后(hou)(hou)角及后(hou)(hou)刀(dao)面(mian)對加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)(liang)有明顯影響，較小的(de)(de)后(hou)(hou)角、較高的(de)(de)后(hou)(hou)刀(dao)面(mian)質(zhi)量(liang)(liang)對于(yu)提高PCD刀(dao)具的(de)(de)加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)(liang)可(ke)起到重要作用(yong)(yong)。

PCD復合片(pian)與刀桿的連接方式(shi)包括機械夾固、焊接、可轉位等多種方式(shi)，其特點(dian)與應用范圍見表2。