El nombre completo de PCD Compact es Policrystalline Diamond Compact (PDC), que se subdivide en dos tipos de acuerdo con su aplicación: herramientas de perforación y taladración de campo de aceite. Para distinguir mejor entre los dos, los compactos de diamantes policristalinos para la perforación de campo de aceite generalmente se denominan PDC para abreviar, y los compactos de diamantes policristalinos para las herramientas de corte se denominan compactos PCD para abreviar. La hoja compuesta PCD es un material compuesto sinterizado con microperímetro de diamante y sustrato de carburo cementado bajo presión ultra alta y alta temperatura (por encima de 5.5GPA, por encima de 1500 ° C). Este material no solo tiene la alta dureza y la alta resistencia al desgaste del diamante al mismo tiempo, sino que también tiene las características de resistencia y soldabilidad del carburo cementado. Es un material ideal para la fabricación de herramientas de corte, brocas de perforación y otras herramientas resistentes al desgaste. Mi país sintetizó con éxito PDC por primera vez en 1987 en una prensa superior nacional de seis lados, y lo aplicó en el campo de la perforación. Con la mejora del equipo, los materiales y los procesos, fue solo en 2003 que el compuesto nacional de PCD para las herramientas de corte se lanzó oficialmente. Desde entonces, la calidad de las hojas compuestas de PCD en mi país se ha mejorado continuamente, y la producción y la calidad han logrado un gran progreso en los últimos años.
1. Características de rendimiento de las hojas compuestas de PCD para herramientas de corte
(1) En comparación con el diamante de cristal único grande, la lámina compuesta PCD como material de herramienta tiene las siguientes ventajas:
① Los granos de cristal están dispuestos en desorden, isotrópicos y no tienen un plano de escisión, por lo que no es como el diamante de cristal único grande que tiene grandes diferencias en la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste en diferentes planos de cristal, y debido a la presencia de la presencia de escisión de la presencia de la fragilidad.
② Tiene alta resistencia, especialmente el material PDC tiene una alta resistencia al impacto debido al apoyo de la matriz de carburo cementada. Cuando el impacto es grande, solo se romperán los granos pequeños, no tan grandes como el diamante de cristal único. Colapso del bloque, por lo que las herramientas PCD o PDC no solo pueden usarse para el corte de precisión y el mecanizado de semiprecisión ordinaria, sino también para mecanizado áspero y mecanizado intermitente (como fresado, etc.) con una gran cantidad de corte, lo que amplía en gran medida el amplio. Herramienta de diamante El alcance del uso del material.
③ Puede preparar grandes piezas de herramienta de lámina de compuesto PDC de diamantes en blanco para satisfacer las necesidades de herramientas de procesamiento a gran escala, como los cortadores de fresadoras.
④ Se puede convertir en una forma específica para satisfacer las necesidades de diferentes procesos. Debido a la ampliación de las herramientas PDC y la mejora de las tecnologías de procesamiento, como la descarga eléctrica y la tecnología de corte con láser, se pueden procesar y formar en blanco de forma triangular, espiga y otros cuchillos de forma especial. Para satisfacer las necesidades de herramientas de corte especiales, también se puede diseñar como blancos de herramientas PDC de tipo sándwich, tipo sándwich y rollo.
⑤ El rendimiento del producto se puede diseñar o predecir, y el producto puede tener las características necesarias para adaptarse a su uso específico. Por ejemplo, elegir un material de herramienta PDC de grano fino puede mejorar la calidad del borde de corte de la herramienta, y un material de herramienta PDC de grano grueso puede mejorar la durabilidad de la herramienta, etc.
(2) Las características de rendimiento y corte de la hoja compuesta de PCD como herramienta de corte son las siguientes:
① La dureza de PCD es alta, solo superada por el diamante natural, y su dureza y resistencia al desgaste son isotrópicas, es decir, varias propiedades físicas son consistentes en todas las direcciones.
② Tiene una resistencia al desgaste extremadamente alta, y su resistencia al desgaste es generalmente 60 ~ 80 veces mayor que la del carburo cementado.
③ tiene un bajo coeficiente de fricción. Por lo tanto, al procesar el mismo material con los mismos parámetros de procesamiento, el uso de herramientas PCD puede reducir significativamente la fuerza de corte y la temperatura. Al mismo tiempo, debido a la reducción del coeficiente de fricción, el acabado superficial de la pieza de trabajo también mejora enormemente. mejorar.
④ Tiene una alta conductividad térmica, que es 1.5 ~ 7 veces mayor que el del carburo cementado, lo que puede reducir en gran medida la temperatura en el área de corte y mejorar la durabilidad de la herramienta.
⑤ El coeficiente de expansión lineal del diamante es muy pequeño, por lo que la precisión del mecanizado es buena.
2. Campos de aplicación de hojas compuestas de PCD para herramientas de corte
La lámina compuesta de diamante policristalino también es un nuevo tipo de material sobrealimentado compuesto. Es un producto que se ha mencionado repetidamente en la "nueva industria de materiales" "Plan de desarrollo de quinquenal", se ha convertido en el componente central del procesamiento de la máquina herramienta de alta gama y se usa ampliamente. En la industria aeroespacial, la industria del rodamiento, el procesamiento de automóviles y muchos otros campos.
Según las estadísticas, el tamaño actual del mercado de las láminas compuestas de diamantes policristalinos excede los 30 mil millones de yuanes. Con un rápido desarrollo, la demanda de hojas compuestas de PCD nacionales aumentará a una tasa anual de aproximadamente el 20%. Con el progreso de la investigación sobre materiales de herramientas de corte compuesto de PCD, su aplicación se ha expandido rápidamente a muchas industrias manufactureras, como aleaciones de aluminio y aluminio, aleaciones de cobre y cobre, aleaciones duras, cerámica de ingeniería, grafito, plásticos, caucho, laminados, caucho de silicio. , Aleación de Babbitt, varios materiales compuestos, FRP, etc. Especialmente en la fabricación de automóviles, las industrias de fabricación de automóviles, aeroespacial, aviación, construcción naval y fabricación de motores, se puede utilizar ampliamente. Con la mejora continua de la nueva generación de dispositivos de techo de seis lados a gran escala y la expansión continua de la cámara de síntesis, el material de la hoja compuesta PCD se está desarrollando en la dirección del tamaño a gran escala y la optimización continua de la calidad. El aumento en el tamaño y la especificación de las láminas compuestas de PCD es un producto inevitable del desarrollo de tecnología de presión ultra alta y alta temperatura, y la expansión continua de la cavidad de síntesis ha creado las condiciones necesarias para la fabricación de materiales de herramientas compuestas de PCD de gran diámetro .