Le nom complet de PCD Compact est le diamant polycristallin compact (PDC), qui est subdivisé en deux types selon son application: les outils de forage et de coupe du champ d'huile. Afin de mieux distinguer les deux, les compacts de diamant polycristallin pour le forage du champ d'huile sont généralement appelés PDC pour les compacts de diamant courts et polycristallins pour les outils de coupe sont appelés compacts PCD pour faire court. La feuille composite PCD est un matériau composite fritté avec une micropour de diamant et un substrat de carbure cimenté sous pression ultra-élevée et haute température (supérieure à 5,5 gpa, supérieure à 1500 ° C). Ce matériau a non seulement la dureté élevée et la forte résistance à l'usure du diamant en même temps, mais elle a également les caractéristiques de la ténacité et de la soudabilité du carbure cimenté. Il s'agit d'un matériau idéal pour fabriquer des outils de coupe, des bits de forage et d'autres outils résistants à l'usure. Mon pays a réussi à synthétiser le PDC pour la première fois en 1987 sur une presse domestique à six côtés, et l'a appliquée dans le domaine du forage. Avec l'amélioration de l'équipement, des matériaux et des processus, ce n'est qu'en 2003 que le composé PCD domestique pour les outils de coupe a été officiellement lancé. Depuis lors, la qualité des feuilles composites PCD dans mon pays a été continuellement améliorée, et la production et la qualité ont fait de grands progrès ces dernières années.
1. Caractéristiques de performance des feuilles composites PCD pour les outils de coupe
(1) Comparé à un grand diamant monocristallant, la feuille composite PCD comme matériau à l'outil présente les avantages suivants:
①Les grains de cristal sont disposés en trouble, isotropes, et n'ont pas de plan de clivage, ce n'est donc pas comme le grand diamant monocristal qui a de grandes différences de résistance, de dureté et d'usure sur différents plans en cristal, et en raison du plan de clivage la présence de fragilité.
②Il a une résistance élevée, en particulier le matériau PDC a une résistance à un impact élevé en raison du soutien de la matrice de carbure cimentée. Lorsque l'impact est important, seuls les petits grains seront brisés, pas aussi grands que le diamant monocristallé. Effondrer de blocs, de sorte que les outils PCD ou PDC peuvent non seulement être utilisés pour la coupe de précision et l'usinage de semi-précision ordinaire, mais aussi pour l'usinage rugueux et l'usinage intermittent (comme le fraisage, etc.) avec une grande quantité de coupe, qui élargit considérablement le Outil de diamant la portée d'utilisation du matériau.
③ Il peut préparer de gros morceaux de blancs d'outil de feuille composite de diamant PDC pour répondre aux besoins des outils de traitement à grande échelle tels que les fraises.
④ Il peut être transformé en une forme spécifique pour répondre aux besoins du traitement différent. En raison de l'élargissement des outils PDC et de l'amélioration des technologies de traitement telles que la technologie de décharge électrique et de découpe laser, des blancs triangulaires, de harengs et d'autres blancs de couteau de forme spéciale peuvent être traités et formés. Afin de répondre aux besoins des outils de coupe spéciaux, il peut également être conçu comme des blancs d'outils PDC de type enveloppe, de type sandwich et de type Roll.
⑤Les performances du produit peuvent être conçues ou prédites, et le produit peut recevoir les caractéristiques nécessaires pour s'adapter à son utilisation spécifique. Par exemple, le choix d'un matériau d'outil PDC à grain fin peut améliorer la qualité de la pointe de l'outil, et un matériau d'outil PDC à grain grossier peut améliorer la durabilité de l'outil, etc.
(2) Les caractéristiques de performances et de coupe de la feuille composite PCD comme outil de coupe sont les suivantes:
①La dureté de la PCD est élevée, la seconde juste en diamant naturel, et sa résistance à la dureté et à l'usure est isotrope, c'est-à-dire que diverses propriétés physiques sont cohérentes dans toutes les directions.
②Ce a une résistance à l'usure extrêmement élevée, et sa résistance à l'usure est généralement de 60 à 80 fois celle du carbure cimenté.
③Il a un faible coefficient de frottement. Par conséquent, lors du traitement du même matériau avec les mêmes paramètres de traitement, l'utilisation d'outils PCD peut réduire considérablement la force et la température de coupe. Dans le même temps, en raison de la réduction du coefficient de frottement, la finition de surface de la pièce est également considérablement améliorée. améliorer.
④Il a une conductivité thermique élevée, qui est de 1,5 ~ 7 fois celle du carbure cimenté, ce qui peut réduire considérablement la température dans la zone de coupe et améliorer la durabilité de l'outil.
Le coefficient d'expansion linéaire du diamant est très faible, donc la précision d'usinage est bonne.
2. Champs d'application des feuilles composites PCD pour les outils de coupe
La feuille composite en diamant polycristallin est également un nouveau type de matériau surhabituel composite. Il s'agit d'un produit qui a été mentionné à plusieurs reprises dans le "plan de développement quinquennal" de la nouvelle industrie des matériaux ", et est devenu le composant central du traitement des machines-outils haut de gamme et est largement utilisé. Dans l'industrie aérospatiale, l'industrie porteuse, le traitement des automobiles et de nombreux autres domaines.
Selon les statistiques, la taille actuelle du marché des feuilles composites en diamant polycristallin dépasse 30 milliards de yuans. Avec un développement rapide, la demande de feuilles composites PCD nationales augmentera à un taux annuel d'environ 20%. Avec la progression de la recherche sur les matériaux de l'outil de coupe composite PCD, son application s'est rapidement étendue à de nombreuses industries de fabrication, telles que les alliages en aluminium et en aluminium, des alliages de cuivre et de cuivre, des alliages durs, des céramiques d'ingénierie, du graphite, des plastiques, du caoutchouc, des stratifiés, du caoutchouc en silicone , Alliage Babbitt, divers matériaux composites, FRP, etc. En particulier dans les industries de la fabrication d'automobiles, de l'aérospatiale, de l'aviation, de la construction navale et de la fabrication du moteur, il peut être largement utilisé. Avec l'amélioration continue de la nouvelle génération de dispositifs de toit à six côtés à grande échelle et l'expansion continue de la chambre de synthèse, le matériau de la feuille composite PCD se développe dans le sens de la taille à grande échelle et de l'optimisation continue de la qualité. L'augmentation de la taille et de la spécification des feuilles composites PCD est un produit inévitable du développement de la pression ultra-élevée et de la technologie à haute température, et l'expansion continue de la cavité de synthèse a créé les conditions nécessaires pour la fabrication de matériaux à outils composites PCD de grand diamètre .