聚晶金剛石(PCD)刀具是將PCD複合片焊接到硬質合金或鋼質刀體上製成的。PCD複合片（piàn）將（jiāng）單晶金剛石的高（gāo）硬（yìng）度、高強度、高耐（nài）磨性和低摩擦係數與碳（tàn）化鎢硬質（zhì）合金基體的高（gāo）抗彎強度結合到一起，碳化鎢硬質合金層可為（wéi）金剛石層提（tí）供機械支持，增大其抗彎強（qiáng）度，同（tóng）時，硬質合（hé）金層易於焊接，使PCD刀具的製備變得較為（wéi）容易。PCD成型刀
近年來，隨著汽車零部件大量采用輕（qīng）型材料(如 鋁合金等)製造（zào），適合（hé）加工這些材料的PCD刀具的 應用也大（dà）量增（zēng）加。如在變速箱（xiāng）殼體的加工中，某（mǒu）些 工序將原來使用的硬質合金鏜刀改（gǎi）為金剛石刀具， 使刀（dāo）具壽命提（tí）高到數萬件，獲得了顯著的經濟效 益。用PCD刀具加工鋁合金工（gōng）件時，由於金剛石 硬度高，與金屬材料親（qīn）和力（lì）小，且（qiě）刀具前（qián）刀麵大都拋 光成鏡麵，因此（cǐ）不易產生積屑瘤，可獲得良好（hǎo）的（de）加工 尺（chǐ）寸穩定性和表麵質（zhì）量，尺（chǐ）寸精度可達到（dào）5一7級， 表麵粗糙度可達到Ra0.02一0.32um。
采用PCD 刀（dāo）具加工（gōng）各種（zhǒng）尺（chǐ）寸規格的鋁合金零（líng）件（jiàn）時，表麵粗糙（cāo） 度可達Ra≤0 .1un，刀具壽命可達幾千到幾萬件，尤 其（qí）適合汽車零件的大規模生產。在中國汽車製造 業，PCD刀具主要用於切削加工（gōng）鋁合（hé）金材料的發動 機缸體、缸蓋，變速器的殼（ké）體（tǐ）、閥體、槽體、側蓋等零（líng） 部件。PCD成型刀（dāo）
隨著PCD刀具的應用範圍越來越廣泛，對PCD 刀具製備工藝的研（yán）究也日益重要。本（běn）文主要對製備（bèi） PCD刀具的（de）一些關鍵工序(如焊接、線切割、刃磨等) 作一簡要介紹。
PCD刀具的分類
從刀具結構（gòu）上，PCD刀具主要可分為焊接整體式PCD刀具和焊接PCD刀片兩大類。近年來，焊接式帶柄PCD刀具在汽車及零（líng）部件製造行業發（fā）展迅速，主（zhǔ）要包括PCD銑刀、PCD膛刀、PCD鉸刀，以及（jí）由兩種乃至三種刀具組合（hé）而成的PCD複合刀具。
刀柄形式主要有（yǒu）圓柱柄、BT柄(BT40,BT50),SK柄(SK40,SK50),HSK柄(HSK 63 , HSK 100)等（děng）。HSK柄焊（hàn）接式PCD刀具已在我國汽車發動機 和變速箱製造企業（yè）(如上海大眾動力總成有限公司、大眾變速器(上（shàng）海)有限公司、奇（qí）瑞汽車公司、江淮發 動機公司、大（dà）眾一汽（qì）發動機(大連（lián）)有限公司等)廣泛 使用。此類刀具(尤其是多齒刀具)的特點是切削（xuē）刃 相對於刀柄的跳動小（xiǎo）(如（rú）刃長為30mm的HSK柄 PCD銑刀的切削刃跳動僅為0.002mm)，尤其適合對 各種有色金屬零（líng）件的成型（xíng）麵、孔、階梯孔等進行大批 量高速加工。例如，采用鋁基體刀盤的PCD高速銑刀（dāo）(六（liù）刃（rèn），直徑（jìng）Φ100mm )，最高轉速可達20000r/min 以上，切削速度可達7000m/min，適合汽車零（líng）部件的成型麵加工。
製（zhì）備PCD刀具的關鍵工序
對於PCD刀具的製備，特別是各種高精度(尺寸公差可達2um)、非標準複合（hé）PCD刀具的製備，最關鍵的工序包括PCD刀具的焊接、切割和刃（rèn）磨。焊接工序（xù）不僅決定了PCD刀片的焊接強度，而且還會影響PCD切削刃的切削性能。對於切削刃形狀複 雜而無法刃磨的PCD刀具（jù），可在五（wǔ）軸五聯動數（shù）控慢走絲加工機床上（shàng）經過粗切和（hé）精切獲得所要求的切削刃。對於需要精研（yán）加工的切削刃（rèn），可在（zài）高精度切（qiē）割時留下微（wēi）小的餘量，再通過一次精研（yán）達到尺寸要求。PCD成型刀
(1)PCD刀具的焊接
對於PCD刀具的製備來說（shuō），PCD複合片與硬質合金或鋼質基體的焊接非常重（chóng）要。PCD的焊（hàn）接方法（fǎ）主要有激光焊接、真空擴散焊接、真空釺（qiān）焊、高頻感應釺焊等。PCD複合（hé）片的釺（qiān）焊工（gōng）藝是製約PCD刀具推廣應用的關（guān）鍵技術（shù）之一。眾所周知，硬質合 金的釺焊大多采用高溫釺焊工藝（yì）(釺焊（hàn）溫度約1000°C )，而PCD複合片則必須采用低溫釺焊工藝（yì），否則會對PCD複合片造成熱損傷（shāng），影響其（qí）切削性能。但是，低溫釺焊的接頭強度往往比較低，在刀（dāo）具加工過程中（zhōng）容易脫焊。
目前，國內外生產PCD刀具（jù）的製造商大多（duō）選用高頻焊接工藝。該工藝最重要的技術參數包括焊接溫度、焊接時間（jiān）、保溫環境和保溫時間。焊接溫度會對PCD切削刃（rèn）的內部組織結構產生直接影響，如果焊（hàn）接溫度過高，會導致PCD切削刃碳化，影響其切削性能;如果焊接溫度過低，則會造成焊接不牢，影響接頭強度。PCD成型刀
焊接（jiē）時間是指保持焊接溫度的時（shí）間，如果保溫時間不夠，則焊劑難以充分而均（jun1）勻地熔化，也會造成焊接不牢（láo）的現象。如果保溫時間過長，PCD切（qiē）削刃則會因長時間處於高溫下而影響其切削性能。如果將焊（hàn）接後的PCD刀具放在空（kōng）氣中冷卻，則會因（yīn）PCD與（yǔ）刀體之間熱應力過大而造（zào）成焊接（jiē）不牢，嚴重時PCD刀具上甚至會（huì）出現裂紋。因此，最好是將焊接後的刀具迅速放人溫度一定的真空或（huò）惰性氣體介質中保溫一定時間，使其緩慢冷卻（què）。
(2)PCD刀具的切割
PCD刀具(尤其是各種高（gāo）精度、非標準的複合PCD刀具)需要（yào）在數控五軸聯（lián）動慢走（zǒu）絲線切（qiē）割機床上（shàng）進行切割加（jiā）工。可對各（gè）種曲線切削刃PCD刀（dāo）具進行線（xiàn）切割（gē）加工。
電蝕刃磨法的原理（lǐ）是（shì）將PCD刀具與電鋁絲形成正負電極，通過（guò）正負電極間的放電，達到蝕除PCD的（de）效果。PCD成型刀
(3)PCD刀具的刃磨
PCD刀具的刃磨分為外圓磨削和（hé）倒角磨削，所用的機床分（fèn）別為外圓磨床和多（duō）軸手動工具磨床。刃磨（mó）PCD刀（dāo）具時，與樹脂結（jié）合劑或金屬結（jié）合劑金剛石砂輪相（xiàng）比，采用陶瓷（cí）結合劑金（jīn）剛石砂輪具有磨削（xuē）效率高、耐用度高、加工成本低等優點。金剛石砂輪的粒（lì）度、濃度、結合劑等對PCD刀具的刃磨質量（liàng）及效率（lǜ）影響（xiǎng）很大，如（rú）使用粒度小的砂輪能獲得較低的磨（mó）削表麵粗糙度（dù）。
砂輪轉速對表麵粗糙度的影響規律為:在轉速較高和較低（dī）時，表麵粗糙度值都較大，而轉速處於中間水平的（de）某（mǒu）一最佳值時，表麵（miàn）質量較好（hǎo）。磨削壓力對表麵粗糙度的影響規律正好相反:當磨削壓力處於中間水（shuǐ）平（píng）時，表麵粗糙度值最大，而磨削壓力較高(如5.5Pa)和較（jiào）低(如2.5Pa)時，對應的表麵粗糙度幾乎無差（chà）別，這是與傳統磨削規律的不同之處。
一般來說，在可以滿足加工質量要求的前提下，應（yīng）盡量選擇粒度較大的砂輪(粗磨砂輪粒度可選22um,半精磨砂輪粒度可選15um，精磨砂輪粒（lì）度可選9um)。目前，加工效果較好的金剛石砂（shā）輪（lún）為（wéi）TY-ROUT，因為（wéi）其金剛石磨粒為（wéi）有序排列（liè），磨除率(每分鍾磨除的PCD體積)為磨粒無序排列砂輪的20 -30倍，但其刃磨成本也（yě）相對較（jiào）高。PCD刀具的研磨對磨削壓力、冷卻（què）液等也有嚴格要求。PCD刀具刃磨的最佳轉速應為2500r/min砂輪直徑150mm )。冷卻液濃度為4%，磨（mó）削壓力為150N，刃磨出的PCD刀具表麵粗糙度可達到Ra0.012um。PCD成型刀
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