人造聚晶金刚石(PCD)是在高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成的多晶体材料。一般情况下制成以硬质合金为基体的整体圆形片,称为聚晶金刚石复合片。根据金刚石基体的厚度不同,复合片有1.6mm、3.2mm、4.8mm等不同规格。而聚晶金刚石的厚度一般在0.5mm左右。目前,国内生产的PCD直径已经达到19mm,而国外如GE公司最大的复合片直径已经做到58mm,戴比尔斯公司更达到了74mm。
根据制作刀具的需要可用激光或线切割切成不同尺寸和角度的刀头,制成车刀、镗刀、铣刀等。
PCD的硬度比天然金刚石低(HV6000左右),但抗弯强度比天然金刚石高很多。另外,通过调整金刚石微粉的粒度和浓度,使PCD制品的机械物理性能发生改变,以适应不同材质、不同加工环境的需要,为刀具用户提供了多种选择。
PCD刀具比天然金刚石的的抗冲击和抗震性能高出很多。与硬质合金相比,硬度高出3-4倍;耐磨性和寿命高50-100倍;切削速度可提高5-20倍;粗糙度可达到Ra0.05μm。切削效率高、加工精度稳定。
PCD同天然金刚石一样,不适合加工钢和铸铁。这种刀具主要用于加工有色金属及非金属材料,如:铝、铜、锌、金、银、铂及其合金,还有陶瓷、碳纤维、橡胶、塑料等。PCD的另一大功能是加工木材和石材。
PCD刀具特别适合加工高硅铝合金,因此在汽车、航空、电子、船舶工业中得到了广泛的应用。