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本文作者：陳群英作者單位：江蘇沃爾夫機械有限公司

聚晶金剛石及其復合刀片及應用

聚晶金剛石（PCD）又被成為燒結體金剛石，它是利用鈷等金屬作為結合劑，在高溫高壓的條件下，將大量的金剛石單晶粉聚晶在一起，形成的一種多晶體刀具材料，與天然形成的金剛石相比，其硬度相對較低，但是這種材料是由很多不同取向的金剛石晶粉形成的，因此這種材料并不存在解理面，因此它也不會像天然金剛石那樣，不同晶面上有著不同的硬度、強度和耐久度等。利用聚晶金剛石制成的刀具在進行切割操作時，刀具上的切割刃抵抗意外損害的能力明顯增強，刀具的耐磨損能力較高，可以在較長的時間里保持刀刃的鋒利程度，在進行機械教工時可以采取較快的切割速度和較強的被吃刀量。與傳統的WC硬質合金刀具相比，利用聚晶金剛石制成的刀具使用壽命明顯提升10~50倍，而且這種刀具材料所需的合成材料較為普遍，其價格也相對低廉。PCD刀具有著極高的硬度，而且它還具有使用壽命較長、摩擦系數較低、刀刃鋒利、導熱系數優秀等特點，在越來越多的領域中替代了WC基硬質合金刀具。而所謂的聚晶金剛石復合片（PDC）刀具技術是在聚晶金剛石技術的基礎上逐步形成和發展起來的，這種材料主要是利用硬質合金作為基體，然后將聚晶金剛石技術應用在上面，這種材料的主要優點就是增強了刀具的自身韌性和強度，而且刀具具備了可焊接的能力，它是集合PCD和硬質合金兩種材料有點于一身的高性能刀具材料。

CVD金剛石及其應用

CVD金剛石刀具材料的制作過程與傳統PDC、PCD技術最大的區別就是，它是在低壓狀態下完成制作的，而且在CVD金剛石中并不含有任何的催化劑成分，它的一些性質與天然金剛石有著一定的相似性，但是這種刀具材料與聚晶金剛石有著一定的相同點，那就是它的組成晶粒也是呈無序排列的，沒有脆性的解理面，各個面之間性質相同。利用CVD金剛石技術制成的刀具與傳統技術制成的道具相比，它具有很多的優勢，比如說刀具的形狀可以設計的更加復雜，制作過程的花費較低，同一刀片上可以擁有多個刀刃等。同時這種技術制作的刀具也存在明顯的缺點，那就是這種技術制作的刀具在進行加工時，容易出現金剛石涂層與硬質合金基體分離的現象，這主要是由于涂層與基體之間結合強度不夠造成的。從當前機械加工中各種刀具材料的使用情況來看，CVD金剛石技術還沒有得到廣泛的應用，與傳統的刀具材料相比，雖然它具備較高的熱穩定性，但是它也有著自身的缺陷，最主要的就是組成的基本晶粒之間聚結強度不高，脆性較大，而且不導電。尤其是不導電性使其很難在電火花切割以及拋光加工技術中進行廣泛的推廣使用。當前這一技術材料主要應用在一些金剛石刀具的加工過程中，此外，在一些用于木材加工的刀具維修和制作時也有一定的使用。

聚晶立方氮化硼及其應用

聚晶立方氮化硼作為一種較為常見的超硬刀具材料，在實際的機械加工過程中得到了越來越廣泛的應用。這一技術制作的刀具其硬度和耐磨性良好，可以在較高溫度下使用，而且它的導熱性以及耐腐蝕性非常優秀。與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勢，但是它可以在1200℃的高溫下正常使用，而且可以承受較強的化學腐蝕。目前50％的PCBN刀具用于汽車制造業，包括用于加工汽車發動機箱體、剎車盤、傳動軸、氣缸孔、發動機進出氣閥座等，另外，約20％用于重型設備（如軋輥）的加工。近年來，隨著計算機加工技術的迅猛發展以及數控機床普遍使用，可實現高效率、高穩定性、長壽命加工的PCBN刀具的應用也日益普及，同時還引入了許多先進的切削加工概念，如高速切削、硬態加工、以車代磨、干式切削等。PCBN刀具材料已成為現代切削加工中不可缺少的重要的刀具材料。