PCD復合片全稱是聚晶金剛石復合片(polycrystalline diamond compact，PDC)，該產品按照用途細分為兩種：油田鉆探和切削刀具。為更好的區分二者，通常將油田鉆探用聚晶金剛石復合片簡稱為PDC，切削刀具用聚晶金剛石復合片簡稱為PCD復合片。PCD復合片是采用金剛石微粉與硬質合金襯底在超高壓高溫（5.5GPa以上，1500℃以上）條件下燒結而成的一種復合材料，這種材料不僅具有金剛石的高硬度和高耐磨性，同時還具有硬質合金的韌性和可焊接性等特點，是制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具的理想材料。我國于1987年在國產六面頂壓機上首次成功合成出了PDC，并應用于鉆探領域，隨著設備及材料、工藝等多方面的改進提高，在2003年才正式推出刀具用國產PCD復合片，此后我國PCD復合片質量不斷改進提高，近年來產量和質量都有了長足進步。

       一、刀具用PCD復合片的性能特點

       （1）與大單晶金剛石相比，作(zuo)為刀(dao)具材料的PCD復(fu)合(he)片具有以下優點：

       ①晶(jing)粒呈無(wu)序排列，各向同性，無(wu)解(jie)理面，因此它不像大單晶(jing)金剛(gang)石(shi)那樣在不同晶(jing)面上的強度、硬度以及(ji)耐磨(mo)性有較大區(qu)別，以及(ji)因解(jie)理面的存在而呈現脆性。

       ②具(ju)有較(jiao)高的(de)(de)強度，特(te)別是 PDC 材料由于有硬質合金基體的(de)(de)支撐而有較(jiao)高的(de)(de)抗沖(chong)擊強度，在沖(chong)擊較(jiao)大(da)(da)時只會產生小晶(jing)粒破(po)碎(sui)，而不(bu)會像單晶(jing)金剛石那樣大(da)(da)塊(kuai)崩缺(que)，因而 PCD 或(huo) PDC 刀(dao)具(ju)不(bu)僅可以(yi)用(yong)來(lai)進行精密(mi)切削(xue)加工(gong)(gong)和普通半精密(mi)加工(gong)(gong)，還(huan)可用(yong)作較(jiao)大(da)(da)切削(xue)量的(de)(de)粗加工(gong)(gong)和斷續加工(gong)(gong)（如銑削(xue)等），這大(da)(da)大(da)(da)擴充(chong)了金剛石刀(dao)具(ju)材料的(de)(de)使用(yong)范圍。

       ③可以(yi)制備大塊 PDC 金剛(gang)石復合片刀具坯(pi)料，滿足大型加工刀具如銑(xian)刀的需要。

       ④可以制成(cheng)特定形狀以適(shi)合于不同加工(gong)的需要(yao)。由(you)于 PDC 刀(dao)具(ju)大(da)型化和加工(gong)技(ji)術(shu)如電火花(hua)和激光切(qie)割技(ji)術(shu)的提高，三(san)角(jiao)形、人字形以及其他異形刀(dao)坯均可加工(gong)成(cheng)形。為適(shi)應(ying)特殊(shu)切(qie)削刀(dao)具(ju)的需要(yao)還(huan)可設(she)計成(cheng)包裹式(shi)、夾心式(shi)與花(hua)卷式(shi) PDC 刀(dao)具(ju)坯料。

       ⑤可以設(she)計或預測產(chan)品(pin)的(de)性能，賦予產(chan)品(pin)必要(yao)的(de)特點以適(shi)應它(ta)的(de)特定用途。比(bi)如選(xuan)擇(ze)細粒度的(de)PDC 刀具(ju)材(cai)料可使刀具(ju)的(de)刃口的(de)質量提高，粗粒度的(de) PDC 刀具(ju)材(cai)料能夠(gou)提高刀具(ju)的(de)耐(nai)用度，等(deng)等(deng)。

       （2）PCD復合片作為切削刀(dao)具用(yong)的(de)性能與切削特點如下：

       ①PCD的硬度(du)高(gao)，僅次于天(tian)然金(jin)剛石，而(er)且它的硬度(du)和耐磨性(xing)具有各(ge)向同性(xing)，即在(zai)各(ge)個方向上(shang)各(ge)種物理性(xing)能保持(chi)一(yi)致。

       ②具有極(ji)高(gao)的(de)耐(nai)磨性，其(qi)耐(nai)磨性一般為硬質(zhi)合金的(de)60~80倍(bei)。

       ③具有較低(di)的摩擦系數(shu)，因此在(zai)用相(xiang)同的加工參數(shu)對同種材(cai)料進行加工時(shi)，使用PCD刀具可顯(xian)著降(jiang)低(di)切削(xue)力，降(jiang)低(di)切削(xue)溫度，同時(shi)由(you)于摩擦系數(shu)的降(jiang)低(di)，工件(jian)表面光潔度也(ye)有極大(da)的提高。

       ④具有很高的(de)(de)導熱性，是硬質(zhi)合金(jin)的(de)(de)1.5~7倍，可(ke)以(yi)大大的(de)(de)降低切削區的(de)(de)溫(wen)度，提高刀(dao)具耐用度。

       ⑤金(jin)剛(gang)石的線(xian)膨脹系(xi)數(shu)很小，所以加工(gong)精(jing)度(du)好。

       二、刀具用(yong)PCD復合片應用(yong)領域

       聚晶金(jin)剛石復合片(pian)也屬于新(xin)型(xing)復合超硬材(cai)(cai)料(liao)，是(shi)《新(xin)材(cai)(cai)料(liao)產(chan)業(ye)“十四(si)五”發(fa)展(zhan)(zhan)規劃》中多(duo)次提(ti)到要(yao)重點發(fa)展(zhan)(zhan)的產(chan)品，并且已(yi)成為高端機床(chuang)加工(gong)(gong)的核心部(bu)件，被廣泛(fan)應用于航天工(gong)(gong)業(ye)、軸承工(gong)(gong)業(ye)、汽車(che)加工(gong)(gong)等(deng)多(duo)個領域。

       根據統計(ji)，目前聚晶金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)片市場(chang)規模超過300億(yi)元，同(tong)時隨(sui)著(zhu)我(wo)國(guo)水泥(ni)工業(ye)、冶金(jin)(jin)工業(ye)、有色工業(ye)、化(hua)工工業(ye)、建(jian)筑骨(gu)料(liao)(liao)產業(ye)、鐵路及公路交通(tong)建(jian)設、地質(zhi)礦產勘(kan)探(tan)等(deng)相關產業(ye)的(de)快速(su)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)，國(guo)內PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)片的(de)需求還將以(yi)每年20%左(zuo)右的(de)速(su)度遞增。隨(sui)著(zhu) PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)片刀具(ju)材(cai)料(liao)(liao)的(de)研究進展(zhan)(zhan)，其應(ying)用(yong)(yong)已經迅速(su)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)到(dao)許多制造(zao)工業(ye)領(ling)域，如鋁(lv)和鋁(lv)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)、銅和銅合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)、硬質(zhi)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)、工程陶(tao)瓷、石(shi)墨、塑料(liao)(liao)、橡(xiang)膠、層板、硅(gui)橡(xiang)膠、巴氏合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)、各種復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)、玻璃鋼等(deng)。特別(bie)在(zai)汽車制造(zao)業(ye)、航天、航空、造(zao)船、發(fa)(fa)動機制造(zao)行(xing)業(ye)，可(ke)得(de)到(dao)廣(guang)泛的(de)應(ying)用(yong)(yong)。隨(sui)著(zhu)新一代大(da)(da)型六面頂裝置不(bu)斷完善，合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)腔體的(de)不(bu)斷擴(kuo)(kuo)大(da)(da)， PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)片材(cai)料(liao)(liao)正朝(chao)尺寸(cun)大(da)(da)型化(hua)，質(zhi)量不(bu)斷優化(hua)的(de)方(fang)向發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)片尺寸(cun)規格的(de)大(da)(da)型化(hua)是超高(gao)壓(ya)高(gao)溫技術發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)必(bi)然產物(wu)，合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)腔體的(de)不(bu)斷擴(kuo)(kuo)大(da)(da)，為大(da)(da)直徑PCD復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)刀具(ju)材(cai)料(liao)(liao)的(de)制造(zao)創造(zao)了必(bi)要條件。

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