Обзор применения инструмента PCD

Поликристаллический алмаз (Polycrystalline Diamond, PCD) представляет собой композитный материал, состоящий из алмаза и цементированного сплава, обычно путем сборки алмазного порошка с определенным количеством связующего и матрицы из цементированного сплава, а затем в условиях сверхвысокой температуры и высокого давления сделано под спеканием.

PCD обладает чрезвычайно высокой износостойкостью и твердостью, низким коэффициентом трения, высокой теплопроводностью и т. д., поэтому инструменты PCD могут выполнять высокоскоростную, эффективную и высокоточную обработку.Имеет широкие перспективы применения в аэрокосмической, автомобильной, электронной, деревообрабатывающей и каменной областях.

1.Рабочие характеристики PCD

(1) Высокая твердость и износостойкость

PCD обладает характеристиками высокой твердости, высокой прочности на сжатие, хорошей теплопроводности и износостойкости, и может обеспечить высокую точность обработки и эффективность обработки при высокоскоростной резке. Эта характеристика инструмента PCD определяется состоянием кристалла алмаза, данная структура которого обладает сильной связывающей силой и направленностью, благодаря чему алмаз имеет очень высокую твердость.

(2) Изотропный, без плоскости расщепления

PCD представляет собой полимер, синтезируемый микромасштабными или субмикронными алмазными частицами по определенному методу. Хаотический характер беспорядочного накопления частиц приводит к его изотропии. Он может обеспечивать наилучшие характеристики при резке заготовок без выбора направления.В то же время нелегко разделить вдоль одной поверхность спайности, что оптимизирует механические свойства.

(3) Высокая точность обработки

Инструмент PCD имеет низкий коэффициент теплового расширения и высокий модуль упругости, поэтому инструмент нелегко деформировать во время резки, в то же время он может уменьшить силу резания и температуру резания, повысить долговечность инструмента и скорость резания, чтобы получить хорошую обрабатываемую поверхность .

(4) Низкий коэффициент трения

PCD обладает низким коэффициентом трения и низким сродством к цветным и неметаллическим материалам, он не только снижает деформацию и силы резания, но и не создает заусенцев при резке, что значительно снижает шероховатость поверхности заготовки.

(5) Высокая теплопроводность

Теплопроводность PCD очень высокая, лучше, чем у серебра и меди, и намного выше, чем у обычного цементированного сплава, поэтому тепло рассеивается во время резки, а температура резки низкая.

2.Применение PCD

(1) Применение PCD в области автомобильной и аэрокосмической промышленности.

В автомобильной промышленности инструменты PCD в основном используются для обработки юбок поршней двигателя, отверстий под штифты, блоков цилиндров, коробок передач и т. д.  Из-за высокого содержания кремния в этих деталях (более 10%) ,срок службы инструмента высок, а срок службы инструмента PCD в 1-50 раз выше, чем у инструмента из цементированного сплава, что может обеспечить стабильность размера детали, и значительно улучшить скорость резания, эффективность обработки и качество поверхности заготовки.

В аэрокосмической области ,головка цилиндра из алюминиевого сплава (AlSi2) обрабатывается инструментами PCD, скорость резания выше, а срок службы инструмента примерно в 20 раз выше, чем у цементированного сплава, и качество поверхности заготовки также значительно улучшается.

(2) Применение PCD в деревообрабатывающей промышленности

Обработка древесины также является важной областью для применения инструментов PCD. В связи с быстрым развитием синтетических плит, ( МДФ, ДСП и композитные полы), они ускорили спрос на сверхтвердые инструменты, благодаря чему инструменты из PCD постепенно вытесняют традиционные инструменты для деревообработки на рынке.

Наружный слой Al2O3 в армированном композитном полу сильно изнашивает твердосплавные инструменты, и инструменты PCD могут эффективно решить эту проблему. Поэтому основным рынком сбыта  PCD в деревообрабатывающей индустрии является обработка ламината и ДВП высокой твердости.

(3) Применение PCD в электронной обрабатывающей промышленности

В электронной индустрии требования к производству электрических печатных плат становятся все выше и выше: у обычных инструментов будут заусенцы во время использования, что влияет на установку и расположение электрических компонентов, а вся печатная плата не очень красива.Твердосплавные режущие инструменты имеют короткий срок службы , низкая скорость обработки, низкая эффективность и низкая точность обработки при обработке. При использовании инструментов PCD эффективность обработки высока, стоимость обработки низкая, а применение относительно широкое.

(4) Применение PCD в стекольной и перерабатывающей промышленности.

Режущий диск из PCD в основном используется для высокоточной и качественной резки ЖК-экранов электронных изделий, а также может резать стекло для строительства и автомобилей. Как оправка, так и режущий диск изготовлены из материалов PCD, которые обладают преимуществами высокой точности обработки, износостойкости, хорошей консистенции и высокого срока службы и являются идеальной заменой обычным стеклорезам и режущим кругам из цементированного сплава.

(5) Применение  PCD в промышленности композитных материалов

Инструмент PCD используется для обработки армированных стекловолокном композитных материалов. Срок службы инструмента примерно в 60 раз превышает срок службы твердосплавного инструмента. Стоимость обработки одной детали составляет 1/20 твердосплавного инструмента, а точность обработки выше, чем у твердосплавного инструмента.

PCD демонстрирует свои уникальные преимущества в области неметаллических материалов, цветных металлов и сплавов, композиционных материалов и других областей благодаря своему хорошему качеству обработки и экономичности обработки. Если будет реализована двойная замена высокоскоростных инструментов из стали и цементированного сплава, рыночное пространство режущего инструмента PCD будет еще больше.