一、聚晶金剛石復合片切割工藝

電(dian)(dian)火花加工－高(gao)度(du)集中的(de)脈沖放電(dian)(dian)能量、強大的(de)放電(dian)(dian)爆炸力使(shi)PCD材料(liao)中的(de)金(jin)屬融化(hua)，部(bu)(bu)分(fen)金(jin)剛石(shi)石(shi)墨化(hua)和氧(yang)化(hua)，部(bu)(bu)分(fen)金(jin)剛石(shi)脫落，工藝性好、效率高(gao)；

超(chao)聲波加工－加工效率(lv)低，金(jin)剛石(shi)微粉消耗大，粉塵污染大；

激光加(jia)工(gong)(gong)－非接觸加(jia)工(gong)(gong)，效率高、加(jia)工(gong)(gong)變形小(xiao)、工(gong)(gong)藝性差(cha)；

在(zai)上述加工(gong)(gong)方法(fa)中，電(dian)火(huo)花(hua)(hua)加工(gong)(gong)效(xiao)果(guo)較佳(jia)。PCD中結合橋的(de)(de)存在(zai)使電(dian)火(huo)花(hua)(hua)加工(gong)(gong)復合片(pian)成為可(ke)能(neng)。在(zai)有工(gong)(gong)作液(ye)的(de)(de)條件(jian)下，利(li)用(yong)脈沖電(dian)壓(ya)使靠近電(dian)極金屬處的(de)(de)工(gong)(gong)作液(ye)形(xing)(xing)(xing)成放(fang)電(dian)通(tong)道，并在(zai)局部(bu)產生放(fang)電(dian)火(huo)花(hua)(hua)，瞬間(jian)高溫可(ke)使聚晶金剛石熔化、脫落(luo)，從而(er)形(xing)(xing)(xing)成所要求的(de)(de)三角形(xing)(xing)(xing)、長方形(xing)(xing)(xing)或正(zheng)方形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)刀(dao)頭毛坯。電(dian)火(huo)花(hua)(hua)加工(gong)(gong)PCD復合片(pian)的(de)(de)效(xiao)率(lv)及表(biao)面(mian)質量受(shou)到切(qie)(qie)削(xue)速度(du)、PCD粒度(du)、層厚和電(dian)極質量等因素的(de)(de)影(ying)響(xiang)，其中切(qie)(qie)削(xue)速度(du)的(de)(de)合理選(xuan)擇十分關鍵(jian)，實驗表(biao)明，增(zeng)(zeng)大切(qie)(qie)削(xue)速度(du)會降(jiang)(jiang)低加工(gong)(gong)表(biao)面(mian)質量，而(er)切(qie)(qie)削(xue)速度(du)過低則會產生“拱絲”現象，并降(jiang)(jiang)低切(qie)(qie)割效(xiao)率(lv)。增(zeng)(zeng)加PCD刀(dao)片(pian)厚度(du)也會降(jiang)(jiang)低切(qie)(qie)割速度(du)。

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二、聚晶金剛石復合片焊接工藝

PCD復(fu)合(he)片與刀體的結合(he)方式除(chu)采用機械夾固和粘接(jie)方法外，大多(duo)是通過釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)方式將PCD復(fu)合(he)片壓制(zhi)在(zai)(zai)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)基體上(shang)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法主要(yao)有(you)激光焊(han)(han)(han)(han)接(jie)、真空(kong)擴散焊(han)(han)(han)(han)接(jie)、真空(kong)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)、高(gao)頻(pin)感應釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)等。目前，投資少、成(cheng)本低(di)的高(gao)頻(pin)感應加熱釬(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)在(zai)(zai)PCD刀片焊(han)(han)(han)(han)接(jie)中(zhong)得(de)到廣泛應用。在(zai)(zai)刀片焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過程中(zhong)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)、焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)合(he)金(jin)的選擇將直接(jie)影(ying)響焊(han)(han)(han)(han)后刀具的性(xing)能。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過程中(zhong)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)的控(kong)制(zhi)十分重要(yao)，如焊(han)(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)過低(di)，則焊(han)(han)(han)(han)接(jie)強度(du)不夠(gou)(gou)；如焊(han)(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)過高(gao)，PCD容易石墨化，并可能導致“過燒”，影(ying)響PCD復(fu)合(he)片與硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)基體的結合(he)。在(zai)(zai)實際加工(gong)(gong)過程中(zhong)，可根(gen)據保溫時(shi)間(jian)和PCD變紅(hong)的深淺程度(du)來控(kong)制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)（一般應低(di)于700℃）。國(guo)(guo)外的高(gao)頻(pin)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)多(duo)采用自動焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)(gong)藝，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)效率高(gao)、質(zhi)量好(hao)，可實現連(lian)續生產；國(guo)(guo)內則多(duo)采用手(shou)工(gong)(gong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，生產效率較(jiao)低(di)，質(zhi)量也不夠(gou)(gou)理(li)想。

三、聚晶金剛石復合片刃磨工藝

PCD的(de)(de)(de)(de)高硬(ying)(ying)度(du)(du)使其材(cai)料去除率(lv)極低（甚至只有(you)硬(ying)(ying)質(zhi)合金去除率(lv)的(de)(de)(de)(de)萬分之一）。目前，PCD刀(dao)具刃磨(mo)(mo)(mo)(mo)工(gong)藝主要(yao)采用陶瓷結合劑金剛石(shi)砂輪進行磨(mo)(mo)(mo)(mo)削。由于砂輪磨(mo)(mo)(mo)(mo)料與PCD之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削是兩種硬(ying)(ying)度(du)(du)相(xiang)(xiang)近的(de)(de)(de)(de)材(cai)料間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)互作(zuo)用，因此(ci)(ci)其磨(mo)(mo)(mo)(mo)削規(gui)律比(bi)較復(fu)(fu)雜。對于高粒度(du)(du)、低轉速砂輪，采用水溶性冷卻(que)液可提高PCD的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削效率(lv)和磨(mo)(mo)(mo)(mo)削精度(du)(du)。砂輪結合劑的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇應視磨(mo)(mo)(mo)(mo)床類型和加工(gong)條件而定。由于電火(huo)(huo)花磨(mo)(mo)(mo)(mo)削（EDG）技術幾乎(hu)不(bu)受被磨(mo)(mo)(mo)(mo)削工(gong)件硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響，因此(ci)(ci)采用EDG技術磨(mo)(mo)(mo)(mo)削PCD具有(you)較大(da)優勢。某些復(fu)(fu)雜形狀(zhuang)PCD刀(dao)具（如木(mu)工(gong)刀(dao)具）的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削也對這種靈活的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)削工(gong)藝具有(you)巨大(da)需求。隨著電火(huo)(huo)花磨(mo)(mo)(mo)(mo)削技術的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷發展，EDG技術將成為(wei)PCD磨(mo)(mo)(mo)(mo)削的(de)(de)(de)(de)一個主要(yao)發展方(fang)向。

四、聚晶金剛石復合片設計原則

PCD粒度

PCD粒度(du)(du)的(de)(de)選擇與(yu)刀(dao)具(ju)(ju)加(jia)工條件有關，如設計用于精(jing)(jing)加(jia)工或超精(jing)(jing)加(jia)工的(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)時，應選用強度(du)(du)高、韌性好、抗沖擊性能好、細晶粒的(de)(de)PCD。粗(cu)晶粒PCD刀(dao)具(ju)(ju)則可(ke)用于一(yi)般的(de)(de)粗(cu)加(jia)工。PCD材料的(de)(de)粒度(du)(du)對(dui)于刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)磨損(sun)和(he)破損(sun)性能影響顯(xian)著(zhu)。研究表(biao)明：PCD粒度(du)(du)號越大(da)，刀(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)抗磨損(sun)性能越強。采用DeBeers 公司SYNDITE 002和(he)SYNDITE025兩種(zhong)PCD材料的(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)加(jia)工SiC基復合材料時的(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)磨損(sun)試驗結果(guo)表(biao)明，粒度(du)(du)為(wei)2μm的(de)(de)SYNDITE002PCD材料較(jiao)易(yi)磨損(sun)。

刀片厚度

通常(chang)情(qing)況下，PCD復合(he)片的(de)層(ceng)厚約(yue)為(wei)0.3～1.0mm，加上硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)后的(de)總厚度(du)約(yue)為(wei)2～8mm。較薄的(de)PCD層(ceng)厚有(you)利于刀片的(de)電火花(hua)(hua)加工。DeBeers公司推出的(de)0.3mm厚PCD復合(he)片可(ke)降低(di)磨削力，提(ti)高電火花(hua)(hua)的(de)切割速度(du)。PCD復合(he)片與刀體材料焊接時(shi)，硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)層(ceng)的(de)厚度(du)不能太小(xiao)，以(yi)避免因(yin)兩種材料結(jie)合(he)面間的(de)應力差而引起分層(ceng)。

結構設計

PCD刀(dao)(dao)具的(de)幾何參數取決(jue)于(yu)(yu)工(gong)(gong)件(jian)狀況(kuang)、刀(dao)(dao)具材料與結構(gou)等具體加(jia)工(gong)(gong)條件(jian)。由于(yu)(yu)PCD刀(dao)(dao)具常用于(yu)(yu)工(gong)(gong)件(jian)的(de)精(jing)加(jia)工(gong)(gong)，切削(xue)厚度較小（有時甚至等于(yu)(yu)刀(dao)(dao)具的(de)刃(ren)口半徑），屬于(yu)(yu)微量切削(xue)，因(yin)此其后角及后刀(dao)(dao)面對加(jia)工(gong)(gong)質量有明(ming)顯影響(xiang)，較小的(de)后角、較高(gao)(gao)的(de)后刀(dao)(dao)面質量對于(yu)(yu)提高(gao)(gao)PCD刀(dao)(dao)具的(de)加(jia)工(gong)(gong)質量可起到重(zhong)要作用。

PCD復合片與(yu)刀桿的連接方(fang)式包括機械(xie)夾(jia)固、焊接、可轉位等多種方(fang)式，其特(te)點與(yu)應(ying)用(yong)范圍見表2。