聚晶金剛石(PCD)刀具加工鋁制工件具有刀具壽命長、金屬切除率高等優(yōu)點，其缺點是刀具價格昂貴，加工成本高。這一點在機(jī)械制造業(yè)已形成共識。但近年來PCD刀具的發(fā)展與應(yīng)用情況已發(fā)生了許多變化。如今的鋁材料在性能上已今非昔比，在加工各種新開發(fā)的鋁合金材料(尤其是高硅含量復(fù)合材料)時，為了實現(xiàn)生產(chǎn)率及加工質(zhì)量的最優(yōu)化，必須認(rèn)真選擇PCD刀具的牌號及幾何參數(shù)，以適應(yīng)不同的加工要求。PCD刀具的另一個變化是加工成本不斷降低，在市場競爭壓力和刀具制造工藝改進(jìn)的共同作用下，PCD刀具的價格已大幅下降50%以上。上述變化趨勢導(dǎo)致PCD刀具在鋁材料加工中的應(yīng)用日益增多，而刀具的適用性則受到不同被加工材料的制約。
PCD刀具的基本特點
具有極高硬度和獨特機(jī)械性能的PCD復(fù)合片是由金剛石顆粒和催化劑的混合物在高溫高壓下燒結(jié)而成，在合成過程中產(chǎn)生了金剛石顆粒共生物，并在金剛石顆粒之間建立起連接“橋”，從而獲得具有催化劑島狀結(jié)構(gòu)、類似于整體金剛石的PCD材料。PCD材料的結(jié)構(gòu)與PCBN(聚晶立方氮化硼)材料不同。在PCBN材料中，CBN粒子之間并無實際粘結(jié)物；而PCD材料中則存在共生物，金剛石顆粒之間通過晶格“橋”相互連接。
PCD刀具牌號是以金剛石顆粒的粒度進(jìn)行分類。根據(jù)制造商的標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)顆粒、中等顆粒和粗顆粒PCD牌號所對應(yīng)的金剛石粒度大致分別為2?m、10?m和25?m。粗顆粒PCD牌號比細(xì)顆粒PCD牌號強(qiáng)度更高，耐磨性更好，在粗加工中具有更長的工作壽命，但粗顆粒PCD刀具的切削刃難以達(dá)到細(xì)顆粒PCD刀具表面的光滑程度。因此，細(xì)顆粒PCD刀具可獲得更好的加工表面光潔度，但磨損速度較快。
PCD刀具的價格變化
過去，價格昂貴一直是影響用戶廣泛接受PCD刀具的一個主要障礙，但現(xiàn)在情況發(fā)生了很大變化。業(yè)界估計，在過去的兩三年中，PCD刀具的價格已下降了40%～60%。出現(xiàn)PCD刀具價格“跳水”的原因之一是市場供大于求。在20世紀(jì)90年代初，PCD刀具的發(fā)展勢頭開始超過傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具，在隨后的十年中，對PCD刀具的市場需求不斷增加。但是，隨著PCD刀具制造技術(shù)的成熟，其銷售增長勢頭開始減緩，目前整個制造業(yè)的不景氣對PCD刀具市場也有一定影響。此外，新進(jìn)入PCD刀具制造業(yè)的競爭者也動搖了原有的市場價格體系。PCD刀具價格下降的另一個原因是刀具制造成本不斷降低，刀具制造工藝(如用于金剛石毛坯粗加工的EDM工藝、切削刃精密加工工藝等)不斷改進(jìn)。此外，與十年前相比，加工PCD刀具用的金剛石砂輪質(zhì)量顯著提高，成本則大大下降。
