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(xiang)比，作為刀具材(cai)料的PCD復合片具有(you)以下優點：

       ①晶(jing)(jing)粒呈無序排列(lie)，各向同(tong)性，無解(jie)理(li)面，因(yin)此它(ta)不像大(da)單晶(jing)(jing)金剛石那樣在不同(tong)晶(jing)(jing)面上的強度(du)、硬度(du)以及(ji)耐(nai)磨性有較大(da)區(qu)別(bie)，以及(ji)因(yin)解(jie)理(li)面的存在而呈現脆性。

       ②具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)高的強(qiang)度(du)，特別是 PDC 材料由于(yu)有(you)硬質合金基體的支撐而有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)高的抗沖擊(ji)強(qiang)度(du)，在沖擊(ji)較(jiao)(jiao)(jiao)大時只會(hui)產(chan)生小(xiao)晶(jing)粒破(po)碎，而不會(hui)像單晶(jing)金剛(gang)石那(nei)樣大塊崩缺(que)，因而 PCD 或 PDC 刀具(ju)不僅可以用來進行精密(mi)切削加(jia)工(gong)和普通半精密(mi)加(jia)工(gong)，還(huan)可用作較(jiao)(jiao)(jiao)大切削量(liang)的粗加(jia)工(gong)和斷續加(jia)工(gong)（如(ru)銑削等），這大大擴充了金剛(gang)石刀具(ju)材料的使(shi)用范(fan)圍。

       ③可以制備(bei)大(da)塊 PDC 金剛(gang)石復(fu)合片刀具(ju)坯料，滿足大(da)型加工(gong)刀具(ju)如銑刀的需要。

       ④可以(yi)制成(cheng)特定形(xing)(xing)(xing)狀以(yi)適合于(yu)不同加(jia)工(gong)的需要(yao)(yao)。由于(yu) PDC 刀具大型化和加(jia)工(gong)技術(shu)如電(dian)火(huo)花和激光切(qie)(qie)割(ge)技術(shu)的提高，三角(jiao)形(xing)(xing)(xing)、人字形(xing)(xing)(xing)以(yi)及(ji)其他異形(xing)(xing)(xing)刀坯均(jun)可加(jia)工(gong)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)。為適應特殊切(qie)(qie)削刀具的需要(yao)(yao)還可設計成(cheng)包裹式、夾心式與(yu)花卷(juan)式 PDC 刀具坯料(liao)。

       ⑤可以設計或預測產(chan)品(pin)的(de)(de)性能，賦予產(chan)品(pin)必要(yao)的(de)(de)特點(dian)以適(shi)應它的(de)(de)特定(ding)用(yong)途。比(bi)如選擇(ze)細(xi)粒(li)度的(de)(de)PDC 刀具(ju)材(cai)料可使刀具(ju)的(de)(de)刃口的(de)(de)質量(liang)提(ti)高，粗粒(li)度的(de)(de) PDC 刀具(ju)材(cai)料能夠提(ti)高刀具(ju)的(de)(de)耐用(yong)度，等等。

       （2）PCD復合片(pian)作為切削刀具用的性能與切削特(te)點如(ru)下：

       ①PCD的(de)硬(ying)度(du)高，僅(jin)次于天然金剛石(shi)，而(er)且它(ta)的(de)硬(ying)度(du)和耐(nai)磨性具有(you)各向同(tong)性，即在各個方向上各種物理性能保持一致。

       ②具有(you)極高的耐磨(mo)性，其耐磨(mo)性一般為硬質(zhi)合金的60~80倍。

       ③具有較(jiao)低(di)的摩擦(ca)(ca)系數，因此在(zai)用相同的加工(gong)參數對同種材料進行加工(gong)時(shi)，使用PCD刀具可顯著降低(di)切削(xue)力，降低(di)切削(xue)溫度(du)，同時(shi)由于摩擦(ca)(ca)系數的降低(di)，工(gong)件(jian)表面光潔度(du)也有極大的提(ti)高。

       ④具有(you)很高(gao)的(de)(de)導熱性，是(shi)硬(ying)質合金的(de)(de)1.5~7倍，可以大(da)大(da)的(de)(de)降(jiang)低切削區(qu)的(de)(de)溫度，提高(gao)刀(dao)具耐(nai)用度。

       ⑤金剛石的(de)線膨脹系數(shu)很小，所(suo)以加工精度好。

       二、刀具用(yong)PCD復合片(pian)應用(yong)領域(yu)

       聚(ju)晶金剛石復(fu)合片也(ye)屬于(yu)新(xin)型復(fu)合超(chao)硬材(cai)料，是《新(xin)材(cai)料產業(ye)“十四五”發展規(gui)劃》中多(duo)次提(ti)到要重點(dian)發展的產品，并且已成(cheng)為高(gao)端機床加工(gong)的核(he)心部件，被廣泛應用于(yu)航天工(gong)業(ye)、軸承工(gong)業(ye)、汽車加工(gong)等多(duo)個領域。

       根(gen)據統計，目(mu)前聚晶金(jin)(jin)剛石復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)片(pian)(pian)(pian)市場規模(mo)超過300億元，同(tong)時隨著(zhu)我(wo)國水泥工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)、冶金(jin)(jin)工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)、有色工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)、化工(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)、建(jian)筑骨料(liao)產業(ye)(ye)、鐵路及公路交通建(jian)設、地質(zhi)礦產勘(kan)探(tan)等(deng)(deng)相關產業(ye)(ye)的(de)(de)(de)快速發(fa)展，國內PCD復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)需求還將以每年(nian)20%左右的(de)(de)(de)速度遞增。隨著(zhu) PCD復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)片(pian)(pian)(pian)刀(dao)具(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)研究(jiu)進展，其應(ying)用已經(jing)迅速擴展到許多制(zhi)造(zao)(zao)(zao)工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)領域，如鋁(lv)和鋁(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)、銅(tong)(tong)和銅(tong)(tong)合(he)(he)金(jin)(jin)、硬質(zhi)合(he)(he)金(jin)(jin)、工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)陶瓷(ci)、石墨、塑料(liao)、橡(xiang)膠、層板、硅(gui)橡(xiang)膠、巴(ba)氏(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)、各(ge)種(zhong)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材料(liao)、玻璃鋼等(deng)(deng)。特別(bie)在汽車制(zhi)造(zao)(zao)(zao)業(ye)(ye)、航天、航空(kong)、造(zao)(zao)(zao)船、發(fa)動機制(zhi)造(zao)(zao)(zao)行業(ye)(ye)，可得到廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用。隨著(zhu)新一代大(da)型六面頂裝置不(bu)斷(duan)完善(shan)，合(he)(he)成腔體(ti)的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)擴大(da)， PCD復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)片(pian)(pian)(pian)材料(liao)正(zheng)朝尺(chi)寸大(da)型化，質(zhi)量不(bu)斷(duan)優(you)化的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展。PCD復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)片(pian)(pian)(pian)尺(chi)寸規格的(de)(de)(de)大(da)型化是超高壓高溫技術發(fa)展的(de)(de)(de)必(bi)然產物，合(he)(he)成腔體(ti)的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)擴大(da)，為(wei)大(da)直徑PCD復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)刀(dao)具(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)創造(zao)(zao)(zao)了必(bi)要條件。

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