与大单晶金刚石相比,作为刀具材料的聚晶金刚石PCD钻头以及聚晶金刚石复合刀片PDC具有以下优点

①晶粒呈无序排列,各向同性,无解理面,因此它不像大单晶金刚石那样在不同晶面上的强度、硬度以及耐磨性有较大区别,以及因解理面的存在而呈现脆性。

②具有较高的强度,特别是PDC材料由于有硬质合金基体的支撑而有较高的抗冲击强度,在冲击较大时只会产生小晶粒破碎,而不会像单晶金刚石那样大块崩缺,因而PCD或PDC刀具不仅可以用来进行精密切削加工和普通半精密加工,还可用作较大切削量的粗加工和断续加工如铣削等）,这大大扩充了金刚石刀具材料的使用范围。

③可以制备大块PDC金刚石复合片刀具坯料,满足大型加工刀具如铣刀的需要。

④可以制成特定形状以适合于不同加工的需要。由于PCD钻头刀具大型化和加工技术如电火花和激光切割技术的提高,三角形、人字形以及其他异形刀坯均可加工成形。为适应特殊切削刀具的需要还可设计成包裹式、夹心式与花卷式PDC刀具坯料。

⑤可以设计或预测产品的性能,赋予产品必要的特点以适应它的特定用途。比如选择细粒度的PDC刀具材料可使刀具的刃口的质量提高,粗粒度的PDC刀具材料能够提高刀具的耐用度,等等。

总之,随着PCD、PDC金刚石复合片刀具材料的研究进展,其应用已经迅速扩展到许多制造工业领域,广泛应用于有色金属铝、铝合金、铜、铜合金、镁合金、锌合金等）、硬质合金、陶瓷、非金属材料塑料、硬质橡胶、碳棒、木材、水泥制品等）、复合材料纤维增强塑料、金属基复合材料MMCs等）的切削加工,尤其在木材和汽车加工业,已经成为传统硬质合金的高性能替代产品。

切削刀具用PDC、PCD材料要求

①金刚石颗粒间能广泛地形成D-D自身结合,残余粘结金属和石墨尽量少,其中粘结金属不能以聚结态或呈叶脉状分布,以保证刀具具有较高的耐磨性和较长的使用寿命。

②溶媒金属残留量少。***好是在烧结过程中能起溶媒作用,而在烧结过程完成后将以不起溶媒作用的合金形式充填于烧结金刚石晶粒间隙中,或烧结后残留的溶媒性金属被隔离,避免溶媒金属与金刚石表面直接接触,以提高PCD的抗氧化能力,从而保证刀具具有足够的耐热温度。

③金刚石晶粒细小均匀,不允许有异常长大晶粒,以提高材料的抗冲击韧性。

④PCD层与基体间的结合界面或焊接中介）过渡层结合强度高,并且有良好的热导性,以降低切削刃的温度。