Tên đầy đủ của PCD Compact là Polycrystalline Diamond Compact (PDC), được phân chia thành hai loại theo ứng dụng của nó: khoan và công cụ cắt trường dầu. Để phân biệt rõ hơn giữa hai, các viên kim cương đa tinh thể cho khoan mỏ dầu thường được gọi là PDC ngắn và các viên kim cương đa tinh thể cho các công cụ cắt được gọi là máy nén PCD. Tấm tổng hợp PCD là một vật liệu tổng hợp thiêu kết với micropowder kim cương và chất nền cacbua xi măng dưới áp suất cực cao và nhiệt độ cao (trên 5,5GPa, trên 1500 ° C). Vật liệu này không chỉ có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao của kim cương cùng một lúc, nó còn có các đặc điểm của độ dẻo dai và hàn của cacbua xi măng. Nó là một vật liệu lý tưởng cho các công cụ cắt sản xuất, các bit khoan và các công cụ chống hao mòn khác. Đất nước của tôi đã tổng hợp thành công PDC lần đầu tiên vào năm 1987 trên một báo chí sáu mặt trong nước, và áp dụng nó trong lĩnh vực khoan. Với sự cải thiện của thiết bị, vật liệu và quy trình, chỉ đến năm 2003, hợp chất PCD trong nước cho các công cụ cắt được chính thức ra mắt. Kể từ đó, chất lượng của các tấm composite PCD ở nước tôi đã được cải thiện liên tục, và sản lượng và chất lượng đã đạt được tiến bộ lớn trong những năm gần đây.
1. Đặc điểm hiệu suất của bảng tổng hợp PCD cho các công cụ cắt
.
Các hạt tinh thể được sắp xếp trong rối loạn, đẳng hướng và không có mặt phẳng phân tách, vì vậy nó không giống như kim cương tinh thể đơn lớn có sự khác biệt lớn về sức mạnh, độ cứng và khả năng chống mài mòn trên các mặt phẳng tinh thể khác nhau và do mặt phẳng phân tách sự hiện diện của sự chống bóng.
Nó có cường độ cao, đặc biệt là vật liệu PDC có cường độ tác động cao do sự hỗ trợ của ma trận cacbua xi măng. Khi tác động lớn, chỉ có các hạt nhỏ sẽ bị phá vỡ, không lớn như kim cương tinh thể đơn. Khối sụp đổ, do đó các công cụ PCD hoặc PDC không chỉ có thể được sử dụng để cắt chính xác và gia công bán chính xác thông thường, mà còn cho gia công thô và gia công không liên tục (như phay, v.v.) với một lượng lớn cắt, mở rộng đáng kể Công cụ kim cương Phạm vi sử dụng vật liệu.
③ Nó có thể chuẩn bị các mảnh lớn các phần trống công cụ bảng tổng hợp PDC để đáp ứng nhu cầu của các công cụ xử lý quy mô lớn như máy cắt phay.
Nó có thể được thực hiện thành một hình dạng cụ thể để đáp ứng nhu cầu xử lý khác nhau. Do sự mở rộng của các công cụ PDC và cải thiện các công nghệ xử lý như phóng điện và công nghệ cắt laser, hình tam giác, xương cá và các khoảng trống dao có hình đặc biệt khác có thể được xử lý và hình thành. Để đáp ứng nhu cầu của các công cụ cắt đặc biệt, nó cũng có thể được thiết kế dưới dạng loại PDC loại bọc, kiểu bánh sandwich và loại PDC.
Hiệu suất của sản phẩm có thể được thiết kế hoặc dự đoán, và sản phẩm có thể được cung cấp các đặc điểm cần thiết để thích ứng với việc sử dụng cụ thể của nó. Ví dụ, việc chọn vật liệu công cụ PDC hạt mịn có thể cải thiện chất lượng của công cụ cắt và vật liệu công cụ PDC hạt thô có thể cải thiện độ bền của công cụ, v.v.
(2) Các đặc điểm hiệu suất và cắt của bảng tổng hợp PCD như một công cụ cắt như sau:
Độ cứng của PCD cao, chỉ thứ hai sau kim cương tự nhiên, và độ cứng và khả năng chống mài mòn của nó là đẳng hướng, nghĩa là, các tính chất vật lý khác nhau phù hợp theo mọi hướng.
Nó có khả năng chống mài mòn cực cao, và khả năng chống mài mòn của nó thường là 60 ~ 80 lần so với cacbua xi măng.
Nó có hệ số ma sát thấp. Do đó, khi xử lý cùng một vật liệu với cùng các tham số xử lý, việc sử dụng các công cụ PCD có thể làm giảm đáng kể lực cắt và nhiệt độ. Đồng thời, do giảm hệ số ma sát, bề mặt hoàn thiện của phôi cũng được cải thiện rất nhiều. cải thiện.
Nó có độ dẫn nhiệt cao, gấp 1,5 ~ 7 lần so với cacbua xi măng, có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ trong khu vực cắt và cải thiện độ bền của công cụ.
Hệ số mở rộng tuyến tính của kim cương là rất nhỏ, vì vậy độ chính xác gia công là tốt.
2. Các trường ứng dụng của bảng tổng hợp PCD cho các công cụ cắt
Tấm tổng hợp kim cương polycrystalline cũng là một loại vật liệu siêu hợp chất mới. Đây là một sản phẩm đã được đề cập nhiều lần trong "Kế hoạch phát triển" Kế hoạch năm năm thứ 14 của ngành vật liệu mới "và đã trở thành thành phần cốt lõi của xử lý công cụ máy móc cao cấp và được sử dụng rộng rãi. Trong ngành hàng không vũ trụ, ngành công nghiệp mang, chế biến ô tô và nhiều lĩnh vực khác.
Theo thống kê, quy mô thị trường hiện tại của các tấm tổng hợp kim cương đa tinh thể vượt quá 30 tỷ nhân dân tệ. Với sự phát triển nhanh chóng, nhu cầu về các bảng tổng hợp PCD trong nước sẽ tăng với tốc độ hàng năm khoảng 20%. Với sự tiến bộ của nghiên cứu về vật liệu công cụ cắt tổng hợp PCD, ứng dụng của nó đã nhanh chóng mở rộng cho nhiều ngành sản xuất, như hợp kim nhôm và nhôm, hợp kim đồng và đồng, hợp kim cứng, gốm sứ kỹ thuật, graphit, nhựa, cao su, gỗ, cao su silicon , Hợp kim Babbitt, vật liệu composite khác nhau, FRP, v.v ... đặc biệt là trong sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ, hàng không, đóng tàu và sản xuất động cơ, nó có thể được sử dụng rộng rãi. Với sự cải tiến liên tục của thế hệ mới của các thiết bị mái sáu mặt quy mô lớn và sự mở rộng liên tục của buồng tổng hợp, vật liệu bảng tổng hợp PCD đang phát triển theo hướng kích thước quy mô lớn và tối ưu hóa chất lượng liên tục. Sự gia tăng kích thước và đặc điểm kỹ thuật của bảng tổng hợp PCD là một sản phẩm không thể tránh khỏi của sự phát triển của áp suất cực cao và công nghệ nhiệt độ cao, và sự mở rộng liên tục của khoang tổng hợp đã tạo ra các điều kiện cần thiết để sản xuất vật liệu công cụ tổng hợp PCD có đường kính lớn lớn .