3.2.3小结-30

结论31

致谢32

参考文献-34

第一章 绪论

1.1金刚石复合片刀具的研究现状与发展

1.1.1金刚石复合片刀具的研究背景

1.1.2金刚石复合片刀具的性能

1.1.3金刚石复合片刀具的发展方向

1.2 金刚石复合片刀具的制造

  PCD刀具的制造过程由PCD复合片的制造和PCD刀片的加工这两个步骤组成。

PCD复合片是通过把天然或人工金刚石微粒烧结在硬质合金基体上制成的，烧结过程伴随着高达2000℃的高温和最高10万个大气压的高压，在高温高压的作用下，金刚石微粒通过共价键连接在基体上，将其制成一定直径和厚度的圆盘，这就形成了毛坯状态的PCD复合片，想要使其达到可用状态，还需要经过研磨抛光等一系列处理。

PCD刀片的加工则由复合片切割、刀片焊接、刀片刃磨等步骤组成。

 1.2.1 金刚石复合片的切割

由于PCD复合片本就是为切割高硬度材料而研发出来的新型材料，它本身所具有的高硬度和高耐磨性决定了如果不采用特殊的切割工艺，它难以被普通切割工具和方法所切割。目前, PCD复合片的特殊切割工艺主要包括电火花线切割、激光切割、超声波切割以及高压水射流等。

在上述各种加工工艺中，电火花切割和激光切割相对于超声波切割和高压水射流具有很多的优势，因此，主要介绍前两种具有较好前景的工艺方法。

电火花切割的工作原理是利用电火花产生的瞬间高温熔化聚晶金刚石，去掉余量，留下按加工要求留下各种所需形状的的工作部分。电火花是利用电极金属附近的工作液形成的放电通道通过脉冲电压产生出来的。电火花切割工艺加工PCD复合片受到的影响因素较多，主要有切割速率、PCD金刚石微粒尺寸、PCD金刚石层厚度、电极金属质量等，这些因素都会对PCD复合片的加工质量造成影响，其中最重要的影响因素是切割速率，恰好的切割速率才能保证PCD复合片具有较好的加工质量，过快的切割速率不能使PCD复合片表面的加工质量达到要求，而过慢的速率又会在造成“拱丝”现象的同时使切割效率降低。

激光切割和电火花切割相比受到的影响因素更少，工艺方法更加具有优势。激光切割的原理是用一束具有极高能量的激光在聚晶金刚石表面形成高温高压区，在这道极细的高温高压区内，金刚石急速升温、汽化或熔融从而达到切割效果。从加工原理中就可以看出激光切割的优点，首先激光照射产生的高温高压切缝极细，对PCD整体热影响很小，切割时造成的切缝也极细；其次由于激光本身指向性极好，所以加工精度极其精确；最后由于激光不是实体刀刃，不会对PCD复合片造成变形，也不会产生机械应力。目前激光切割工艺还受到激光器件本身问题的制约，激光器件的功率、稳定性、可靠性都需要更进一步的提高，而且现在激光设备的价格还相当昂贵，等到这些问题都得到解决后，PCD复合片的最佳切割方式就是激光切割。

1.2.2 金刚石复合片的焊接

要将PCD复合片的优秀性能转化到工业生产中，就必须将复合片与刀体结合到一起，目前机械连接和粘接因为在实际使用中存在相当多的局限性，能够满足使用各方面使用要求的连接方式就是钎焊。在钎焊过程中，加热方式和焊料选择会对产品的焊接质量产生决定性的影响，所以根据这两方面，可以把钎焊分为以下这些方式：火焰钎焊、激光钎焊、真空扩散焊、高频感应钎焊、真空钎焊等[6]。不同的钎焊方式由其各自的优点和缺点，下文就针对各种钎焊方式的优缺点进行简要的介绍。

（1）火焰钎焊