PCDツールは、高温と高圧焼結を介して、多結晶ダイヤモンドナイフチップとカーバイドマトリックスで作られています。それは、高硬度、高い熱伝導率、低摩擦係数、低熱膨張係数、金属および非金属、高弾性弾性、切断面、等方性、等方性の小さな親和性、硬い合金の高強度を考慮に入れた利点に完全なプレイを与えることができるだけではありません。
熱安定性、衝撃靭性、耐摩耗性は、PCDの主な性能指標です。それは主に高温および高応力環境で使用されているため、熱安定性が最も重要なことです。この研究は、PCDの熱安定性が、その耐摩耗性と衝撃の靭性に大きな影響を与えることを示しています。データは、温度が750°より高い場合、PCDの耐摩耗性と衝撃靭性が一般的に5％〜10％減少することを示しています。
PCDの結晶状態は、その特性を決定します。微細構造では、炭素原子は4つの隣接する原子を持つ共有結合を形成し、四面体構造を取得し、次に強力な方向と結合力、および高硬度を持つ原子結晶を形成します。 PCDの主なパフォーマンスインデックスは次のとおりです。hard硬度は8000 hV、炭化物の8〜12回に達する可能性があります。 hermal熱伝導率は700W / mk、1.5〜9倍で、PCBNおよび銅よりもさらに高くなっています。 friction摩擦係数は一般に0.1-0.3であり、炭化物の0.4-1未満であり、切断力を大幅に減少させます。 ④熱膨張係数は、炭化炭化物の0.9x10-6-1.18x10-6,1 / 5のみであり、熱変形を減らし、処理の精度を改善できます。 ⑤および非金属材料は、結節を形成するための親和性が低いです。
窒化キュービックは強い酸化耐性を持ち、鉄含有材料を処理できますが、硬度は単結晶ダイヤモンドよりも低く、処理速度は遅く、効率は低くなります。単結晶ダイヤモンドは硬度が高くなりますが、靭性は不十分です。異方性により、外力の影響下で（111）表面に沿って解離しやすくなり、処理効率は限られています。 PCDは、特定の手段でミクロンサイズのダイヤモンド粒子によって合成されるポリマーです。粒子の無秩序な蓄積の混oticとした性質は、その巨視的な等方性の性質につながり、引張強度には方向性と切断の表面はありません。単結晶ダイヤモンドと比較して、PCDの粒界は異方性を効果的に減少させ、機械的特性を最適化します。
1。PCD切削工具の設計原理
（1）PCD粒子サイズの合理的な選択
理論的には、PCDは穀物を改良しようとする必要があり、それぞれ製品間の添加物の分布は、異方性を克服するために可能な限り均一でなければなりません。 PCD粒子サイズの選択は、処理条件にも関連しています。一般的に、高強度、良好な靭性、良好な耐衝撃性、細かい穀物を備えたPCDを仕上げまたはスーパー仕上げに使用でき、粗粒のPCDは一般的なラフマシニングに使用できます。 PCD粒子サイズは、ツールの摩耗性能に大きな影響を与える可能性があります。関連する文献は、原材料の穀物が大きい場合、耐摩耗性は穀物サイズの減少とともに徐々に増加しますが、穀物のサイズが非常に小さい場合、このルールは適用できません。
関連する実験では、平均粒子サイズが10um、5um、2um、および1umの4つのダイヤモンド粉末が選択され、次のように結論付けられました。 ②の減少とともに、PCDの耐摩耗性と耐熱性が徐々に減少しました。
（2）ブレード口の形と刃の厚さの合理的な選択
ブレード口の形式には、主に逆エッジ、鈍い円、逆エッジブラントサークルコンポジット、シャープ角の4つの構造が含まれています。鋭い角度構造により、エッジが鋭くなり、切断速度が高速で、切断力とバリが大幅に減少し、製品の表面品質が向上し、低シリコンアルミニウム合金やその他の低硬度、均一な非鉄金属仕上げにより適しています。鈍い丸い構造は、刃の口を固定し、R角度を形成し、ブレードの壊しを効果的に防ぎ、中 /高シリコンアルミニウム合金を処理するのに適しています。浅い切断深さや小さなナイフの摂食などの特別な場合には、鈍い丸い構造が望ましいです。反転したエッジ構造は、縁と角を増やし、刃を安定させることができますが、同時に圧力と切断抵抗が増加し、高荷重の高荷重の高シリコンアルミニウム合金に適しています。
EDMを促進するために、通常、薄いPDCシート層（0.3-1.0mm）に加えて、炭化物層を選択します。ツールの総厚は約28mmです。炭化物層は、結合表面間の応力の違いによって引き起こされる層別化を避けるために厚すぎるべきではありません
2、PCDツール製造プロセス
PCDツールの製造プロセスにより、ツールの切断性能とサービス寿命が直接決定されます。これは、アプリケーションと開発の鍵です。 PCDツールの製造プロセスを図5に示します。
（1）PCD複合錠剤の製造（PDC）
pdcの製造プロセス
PDCは、一般に、高温（1000-2000）および高圧（5〜10 ATM）の天然または合成ダイヤモンド粉末と結合剤で構成されています。結合剤は、主成分としてTIC、SIC、FE、CO、NIなどと結合ブリッジを形成し、ダイヤモンド結晶は共有結合の形で結合ブリッジの骨格に埋め込まれています。 PDCは通常、固定直径と厚さのディスクになり、粉砕と研磨およびその他の対応する物理的および化学的処理のディスクになります。本質的に、PDCの理想的な形態は、単一結晶ダイヤモンドの優れた物理的特性を可能な限り保持する必要があります。したがって、焼結体体の添加物は、同時に、粒子DD結合の組み合わせを可能な限り少なくする必要があります。
binderバインダーの分類と選択
バインダーは、PCDツールの熱安定性に影響を与える最も重要な要因であり、硬度、耐摩耗性、熱安定性に直接影響します。一般的なPCD結合方法は、鉄、コバルト、ニッケル、その他の遷移金属です。 COとW混合粉末を結合剤として使用し、合成圧力が5.5 GPAであり、焼結温度が1450℃、断熱が4分の場合、焼結PCDの包括的な性能が最適でした。 SIC、TIC、WC、TIB2、およびその他のセラミック材料。 SIC SICの熱安定性はCOの熱安定性よりも優れていますが、硬度と骨折の靭性は比較的低いです。原材料のサイズを適切に減らすと、PCDの硬度と靭性が向上します。接着剤はありません。グラファイトまたは超高温に他の炭素源があり、高圧がナノスケールポリマーダイヤモンド（NPD）に燃焼しました。 NPDを準備するための前駆体としてグラファイトを使用することは最も要求の厳しい条件ですが、合成NPDは最も硬度と最高の機械的特性を持っています。
穀物の選択と制御
原料ダイヤモンドパウダーは、PCDの性能に影響を与える重要な要因です。異常なダイヤモンド粒子の成長を妨げる少量の物質を加え、焼結添加剤の合理的な選択を妨げる少量の物質を追加することは、異常なダイヤモンド粒子の成長を阻害する可能性があります。
均一な構造を持つ高純粋なNPDは、異方性を効果的に排除し、機械的特性をさらに改善できます。高エネルギーボール研削方式によって調製されたナノグラフィット前駆体粉末を使用して、高温の事前吸収で酸素含有量を調節し、18 gpaおよび2100-2300の下でグラファイトをダイヤモンドに変換し、ラメラと粒状NPDを生成し、ラメラの厚さの減少とともに硬度を増加させました。
後期化学処理後
同じ温度（200°℃）と時間（20時間）で、ルイス酸-FeCL3のコバルト除去効果は水よりも有意に優れており、HClの最適比は10-15g / 100mLでした。 PCDの熱安定性は、コバルト除去の深さが増加するにつれて改善します。粗粒の成長PCDの場合、強酸処理はCOを完全に除去できますが、ポリマーの性能に大きな影響を与えます。合成多結晶構造を変更するためにTICとWCを追加し、強酸処理と組み合わせてPCDの安定性を改善します。現在、PCD材料の準備プロセスは改善されており、製品の靭性は良好であり、異方性が大幅に改善されており、商業生産が実現しており、関連産業は急速に発展しています。
（2）PCDブレードの処理
coshing切断プロセス
PCDには、硬度が高く、耐摩耗性が高く、困難な切断プロセスが高くなっています。
weld溶接手順
機械的なクランプ、結合、ろう付けによるPDCとナイフボディ。ろう付けは、真空ろう付け、真空拡散溶接、高周波誘導加熱ろう付け、レーザー溶接などを含む炭化物マトリックスでPDCを押すことです。高周波誘導加熱ろう付けは低コストで高度に使用されており、広く使用されています。溶接品質は、フラックス、溶接合金、溶接温度に関連しています。溶接温度（一般的に700°より低い）が最大の影響を及ぼし、温度が高すぎる、PCDグラフィット化を引き起こすのは簡単である、または溶接効果に直接影響し、温度が低すぎると溶接強度が不十分になります。溶接温度は、断熱時間とPCD赤みの深さによって制御できます。
bladブレード研削プロセス
PCDツール研削プロセスは、製造プロセスの鍵です。一般に、ブレードとブレードのピーク値は5um内で、アーク半径は4um内です。前後の切断面では、特定の表面仕上げを確保し、フロントカッティングの表面RAを0.01μmに減らしてミラーの要件を満たし、フロントナイフの表面に沿ってチップの流れを作り、ナイフの粘着を防ぎます。
ブレード研削プロセスには、ダイヤモンドグラインドホイールの機械式ブレード研削、電動火花ブレードグラインディング（EDG）、金属製バインダースーパーハード研磨装置オンライン電解仕上げブレード粉砕（ELID）、複合ブレード研削加工が含まれます。その中で、ダイヤモンド研削輪の機械的刃粉砕は、最も成熟しており、最も広く使用されています。
関連する実験：coarse粗い粒子粉砕ホイールは、深刻な刃の崩壊につながり、研削輪の粒子サイズが減少し、刃の品質が良くなります。グラインディングホイールの粒子サイズは、微粒子または超微粒子PCDツールのブレード品質に密接に関連していますが、粗い粒子PCDツールには限られています。
国内外での関連研究は、主に刃粉砕のメカニズムとプロセスに焦点を当てています。ブレード研削メカニズムでは、熱化学的除去と機械的除去が支配的であり、脆性除去と疲労除去は比較的小さいです。粉砕すると、異なる結合剤ダイヤモンド研削輪の強度と耐熱性に応じて、粉砕ホイールの速度とスイング周波数を可能な限り改善し、脆性と疲労除去を避け、熱化学的除去の割合を改善し、表面の粗さを減らします。乾燥研削の表面粗さは低いですが、加工温度が高く、ツールの表面を燃やすため、簡単に
ブレード研削プロセスは次のことに注意する必要があります。Acreature合理的なブレード研削プロセスパラメーターを選択し、エッジマウスの品質をより優れたものにし、フロントおよびバックブレードの表面仕上げを高くすることができます。ただし、高粉砕力、大きな損失、粉砕効率の低さ、高コストも考慮してください。 binderバインダータイプ、粒子サイズ、濃度、バインダー、粉砕ホイールドレッシング、合理的な乾燥刃とウェットブレードの研削条件を含む、合理的な研削ホイールの品質を選択し、ツールのフロントとリアコーナー、ナイフの先端のパラシベーション値、その他のパラメーターを最適化し、ツールの表面品質を改善します。
異なる結合ダイヤモンド研削輪には、異なる特性があり、さまざまな研削メカニズムと効果があります。樹脂バインダーダイヤモンドの砂ホイールは柔らかく、粉砕粒子は早期に落ちるのが簡単で、耐熱性がなく、表面は熱によって簡単に変形します。金属バインダーダイヤモンドグラインドホイールは、粉砕、優れた形成性、表面上の低い表面粗さ、より高い効率性、粉砕粒子の結合能力により自己鋭い鋭い能力が低下することで鋭く保たれます。セラミックバインダーダイヤモンドグラインディングホイールは、中程度の強度、良好な自己励起性能、より多くの内部の毛穴、粉塵の除去、熱散逸を促進し、さまざまなクーラント、低粉砕温度、粉砕ホイールが摩耗しない、良好な形状、最高の効率の精度、ダイヤモンドグラインドの体がパイツの形状につながるようになります。処理材料、包括的な研削効率、研磨耐久性、およびワークの表面品質に従って使用します。
研削効率に関する研究は、主に生産性と制御コストの改善に焦点を当てています。一般に、粉砕速度q（単位時間あたりのPCD除去）および摩耗比g（PCD除去の粉砕ホイール損失の比）が評価基準として使用されます。
ドイツの学者Kenter Grinding PCDツールは、一定の圧力を伴う、テスト：grinding粉砕ホイール速度、PDC粒子サイズ、クーラント濃度を増加させ、研削速度と摩耗率が低下します。 gring粉砕粒子サイズを増加させ、一定の圧力を増加させ、粉砕ホイールのダイヤモンドの濃度を増加させ、研削速度と摩耗比の増加にします。 binderバインダータイプは異なり、研削速度と摩耗率は異なります。 Kenter PCDツールのブレード研削プロセスは体系的に研究されましたが、ブレード研削プロセスの影響は体系的に分析されませんでした。
3。PCD切削工具の使用と障害
（1）ツール切断パラメーターの選択
PCDツールの初期期間中、鋭いエッジ口が徐々に通過し、機械加工の表面の品質が良くなりました。パッシベーションは、刃の粉砕によってもたらされるマイクロギャップと小さなバリを効果的に除去し、最先端の表面の品質を改善し、同時に、加工表面を絞って修復するために円形の縁半径を形成し、ワークピースの表面品質を改善します。
PCDツール表面ミリングアルミニウム合金、切削速度は一般に4000m / minで、通常は800m / minで穴の処理は800m / minです。通常、飼料体積は0.08-0.15mm/rの間で推奨されます。飼料体積が大きすぎる、切断力の増加、ワークピース表面の残留幾何学的領域の増加。飼料量が小さすぎ、熱の増加、摩耗が増加しました。切断深さが増加し、切断力が増加し、切断熱が増加し、寿命が減り、過度の切断深さは刃の崩壊を容易に引き起こす可能性があります。小さな切断の深さは、硬化の加工、摩耗、さらには刃の崩壊につながります。
（2）摩耗フォーム
ツール処理ワークは、摩擦、高温、その他の理由により、摩耗は避けられません。ダイヤモンドツールの摩耗は、3つの段階で構成されています。初期速度摩耗期（遷移位相とも呼ばれます）、一定の摩耗率の安定した摩耗期、およびその後の急速摩耗期です。迅速な摩耗フェーズは、ツールが機能しておらず、再誘発が必要であることを示しています。切削工具の摩耗形態には、接着剤摩耗（コールド溶接摩耗）、拡散摩耗、研磨摩耗、酸化摩耗などがあります。
従来のツールとは異なり、PCDツールの摩耗形態は、接着剤の摩耗、拡散摩耗、多結晶層の損傷です。その中で、多結晶層の損傷が主な理由であり、これはPDCの外部衝撃またはPDCの接着剤の喪失によって引き起こされる微妙な刃の崩壊として現れ、物理的な機械的損傷に属するギャップを形成し、処理精度とワークピースの廃棄につながる可能性があります。 PCD粒子サイズ、ブレード形式、ブレード角度、ワークピース材料、および処理パラメーターは、ブレードブレードの強度と切断力に影響し、ポリクリスタル層の損傷を引き起こします。エンジニアリングの実践では、適切な原料粒子サイズ、ツールパラメーター、および処理パラメーターを処理条件に従って選択する必要があります。
4。PCD切削工具の開発動向
現在、PCDツールのアプリケーション範囲は、従来のターニングから掘削、製粉、高速切削への拡張されており、国内外で広く使用されています。電気自動車の急速な発展は、従来の自動車産業に影響を与えただけでなく、ツール業界に前例のない課題をもたらし、ツール業界に最適化と革新を加速するよう促しました。
PCD切削工具の幅広いアプリケーションは、切削工具の研究開発を深め、促進しました。研究の深化により、PDCの仕様はますます小さくなり、粒子の洗練の品質最適化、性能の均一性、研削速度、摩耗率が高く、形状と構造の多様化が高くなっています。 PCDツールの研究方向には、次のものが含まれます。 buty新しいPCDツール材料を調査および開発します。 pCDツールを改善し、コストをさらに削減するための調査。 ④研究により、PCDツールブレード研削プロセスが改善され、効率が向上します。 dresearch Research PCDツールパラメーターを最適化し、ローカル条件に応じてツールを使用します。 desearch研究は、加工材料に応じて合理的に切断パラメーターを選択します。
簡単な要約
（1）PCDツール切断性能は、多くの炭化物ツールの不足を補います。同時に、現代の切断では、価格は単一結晶ダイヤモンドツールよりもはるかに低いです。これは有望なツールです。
（2）加工材料のタイプとパフォーマンスによると、PCDツールの粒子サイズとパラメーターの合理的な選択。これは、ツールの製造と使用の前提です。
（3）PCD材料には硬度が高く、これはナイフ郡を切断するのに理想的な材料ですが、ツールの製造の困難さももたらします。製造の場合、最高のコストパフォーマンスを達成するために、プロセスの難易度と処理ニーズを包括的に検討するため。
（4）Knife CountyのPCD処理材料は、製品のパフォーマンスを満たすことに基づいて、ツールの寿命、生産効率、製品の品質のバランスを達成するために、可能な限り、製品のパフォーマンスを満たすことに基づいて合理的に選択する必要があります。
（5）その固有の欠点を克服するための新しいPCDツール材料を調査および開発する
この記事は「」から調達されています。スーパーハードマテリアルネットワーク"
投稿時間：Mar-25-2025
