想象一下：在一只大桶里裝滿保齡球，然后將許多高爾夫球混入其中男旗，使其填滿體積較大的保齡球之間的空隙舶斧。一些PCD(聚晶金剛石)制造商在生產(chǎn)新的刀具牌號(hào)時(shí)也在做著與此類似的事情——當(dāng)然其尺度規(guī)模要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小得多。
雙峰PCD牌號(hào)中包含了兩種粒度的金剛石顆粒察皇，一種是粗顆粒茴厉，粒徑約為25～30μm；另一種是細(xì)顆粒什荣，粒徑約為2～4μm矾缓。
多峰PCD牌號(hào)中則可能包含有3種(三峰)或4種(四峰)粒度的金剛石顆粒，其中每一種粒度的分布都符合高斯曲線稻爬，即為正態(tài)分布嗜闻。例如，假設(shè)一塊四峰PCD中共包含了100粒金剛石顆粒桅锄，那么其中15粒的粒徑為2μm琉雳，15粒的粒徑為15μm，15粒的粒徑為20μm友瘤，15粒的粒徑為30μm翠肘，其余40粒的粒徑則平均分布于上述尺寸周圍。
采用兩種以上的粒度成分可以增大PCD的密度虏向，從而使PCD刀具獲得連續(xù)切削刃档广，能夠應(yīng)用于高磨蝕性加工和斷續(xù)切削。
既然目標(biāo)是獲得高密度的PCD皇腮，那么就出現(xiàn)了一個(gè)顯而易見(jiàn)的問(wèn)題：為什么不可以像燒結(jié)亞微牌號(hào)硬質(zhì)合金那樣悄针，用數(shù)量更多、粒度更小的金剛石顆粒來(lái)制備高密度PCD呢赊蚁？對(duì)此窟诈，Diamond Abrasives Corp.(DAC)公司的技術(shù)服務(wù)經(jīng)理Gabriel Dontu博士解釋說(shuō)：“PCD不是一種燒結(jié)材料，而是一種金剛石顆粒的緊密壓實(shí)體某尘。這意味著金剛石粒子相互之間形成了原子連接橋掏手。”這種稱為“共生(intergrowth)”的物理生長(zhǎng)過(guò)程是在金剛石顆粒受到高壓厦鸠、高溫時(shí)發(fā)生的丑凛。金剛石的原子結(jié)構(gòu)在高壓高溫下重新組合颁吭，使相互擠壓在一起的粒子表面之間形成了原子連接橋。因此苗膝，PCD金剛石本身是連續(xù)的殃恒，金剛石顆粒不再處于分離狀態(tài)。
Dontu博士指出辱揭，雖然制備PCD時(shí)在金剛石粉中添加了鈷和其它元素离唐，但它們的作用并不是充當(dāng)將分散的金剛石顆粒聚合在一起的粘結(jié)劑，而是作為粒子之間產(chǎn)生原子連接反應(yīng)的催化劑问窃。
與細(xì)顆粒PCD牌號(hào)相比亥鬓，具有粗顆粒組織(晶粒尺寸)的PCD牌號(hào)的耐磨性更好。但是域庇，對(duì)這種PCD牌號(hào)進(jìn)行刃磨加工以獲得有效切削刃是一件非常不容易的事情嵌戈。Diamond Innovations Inc.公司(前身為GE Superabrasives公司)的產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)理Jim Graham說(shuō)，“如果你需要刀具有很好的耐磨性听皿，或者對(duì)工件表面光潔度要求很高熟呛，就必須刃磨出符合要求的切削刃。而對(duì)于粗顆粒PCD刀具尉姨，要刃磨出鋒利的切削刃相當(dāng)困難庵朝。但是，如果采用雙峰PCD牌號(hào)星肤，則有助于獲得十分光滑鋒利的切削刃搜栽。”
Dontu博士補(bǔ)充說(shuō)溢牡，如果采用多峰PCD牌號(hào)，甚至可以刃磨出質(zhì)量更佳的切削刃(目前DAC公司已不再生產(chǎn)用于金屬切削刀具的雙峰PCD牌號(hào))评梁。
生產(chǎn)超硬刀具的E. C. Kitzel and Sons Inc.公司總經(jīng)理Tom Schumann對(duì)此表示贊同粉怯，“采用多峰PCD牌號(hào)既可以獲得更光滑的切削刃，同時(shí)又不會(huì)降低耐磨性责肯。事實(shí)上险朴，由于這種PCD牌號(hào)密度更高，因此其耐磨性反而有所提高诬翩∈箍恚”
對(duì)于大多數(shù)加工，PCD刀具推薦采用零前角或5°～8°的小正前角以及10°～13°的后角贫巴；硬質(zhì)合金刀具則推薦采用15°～20°的大前角和20°～25°的后角厦嘹。用PCD刀具進(jìn)行粗加工和斷續(xù)切削時(shí)，采用較大前后角容易引起切削刃崩刃炕婶。只要可能姐赡，對(duì)于大多數(shù)加工應(yīng)采用具有鋒利切削刃的PCD刀具；對(duì)于粗加工和重載斷續(xù)切削，則應(yīng)采用0.025mm鈍化切削刃项滑。
作為一種具有高硬度和高脆性的物質(zhì)依沮，金剛石被認(rèn)為不適合作為粗加工刀具材料，因?yàn)榕c其它刀具材料相比枪狂，金剛石的斷裂韌性嚴(yán)重不足危喉。但是，雙峰PCD牌號(hào)確實(shí)能夠有效提高刀具切削刃的韌性州疾，它適應(yīng)重載切削加工的能力使PCD刀具的使用范圍不斷擴(kuò)展辜限。
Dontu博士指出，高密度PCD牌號(hào)正在提高PCD刀具的應(yīng)用基礎(chǔ)孝治。雙峰PCD的發(fā)明迄今已有8年歷史列粪，而多峰PCD的概念大約在2年前被引入切削刀具市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)DAC公司的目標(biāo)是研究開(kāi)發(fā)5個(gè)以上針對(duì)特定加工用途(如粗加工和精加工)的PCD牌號(hào)谈飒。公司現(xiàn)在的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)1～2個(gè)可以覆蓋多種加工用途的PCD牌號(hào)岂座。
Dontu博士列舉DAC公司開(kāi)發(fā)的多峰PCD牌號(hào)——CTM 302為例，該牌號(hào)的問(wèn)世使公司正在逐步實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)隅昌±澹“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果表明，CTM 302是迄今為止耐磨性最佳的PCD牌號(hào)琼护。同時(shí)威卑，該牌號(hào)還可以獲得與粒徑約10μm的中等粒度PCD牌號(hào)相當(dāng)?shù)那邢魅兄苽滟|(zhì)量【荆”這就意味著CTM 302至少能夠替代3～4種PCD牌號(hào)您凸。
American Superabrasives Corp.公司總裁Tom Corcoran說(shuō)，人們選用某些PCD牌號(hào)是為了加工出光潔度好的精密表面炊撕；選用另一些PCD牌號(hào)則是為了獲得較長(zhǎng)的刀具壽命宠宗。與單峰PCD牌號(hào)相比，雙峰或多峰PCD牌號(hào)更不容易崩刃秦物，只需使用一把刀具就能同時(shí)獲得較長(zhǎng)刀具壽命和較高表面光潔度的雙重效應(yīng)瓣硼。Corcoran指出，“現(xiàn)在‘一次過(guò)(one-pass)’加工越來(lái)越多猿文，而且在加工過(guò)程中無(wú)需更換刀尖聂映。”
“一次過(guò)”加工和不必更換刀尖的明顯好處是可以縮短加工循環(huán)時(shí)間棚贾。DAC公司的Dontu博士說(shuō)窖维，由于多峰PCD新牌號(hào)的切削刃韌性較好，使刀具能以更高切削速度進(jìn)行加工鸟悴，因此它的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以提高生產(chǎn)率陈辱〗蹦辏“通過(guò)分析我所研究過(guò)的加工案例，在99%的加工中沛贪，四峰PCD牌號(hào)的刀具切削性能得到改善陋守，超過(guò)了中等顆粒和粗顆粒PCD牌號(hào)±常”多峰PCD較高的密度和較好的韌性使刀具在加工軟材料時(shí)可以采用更大的正切削角和更小的刀尖角水评；此外，較高的切削刃強(qiáng)度允許刀具采用較大的進(jìn)給率媚送，尤其當(dāng)?shù)毒呱嫌杏糜诰庸さ墓蜗魅袝r(shí)中燥。
Dontu博士指出，與其它類型的刀具一樣塘偎，PCD刀具切削時(shí)的溫度控制也十分重要疗涉。一般來(lái)說(shuō)，PCD刀具切削時(shí)不需要使用冷卻液战凿，除非有必要從切削區(qū)輔助排屑图漓。因此，要求刀具材料有助于將切削熱從切削區(qū)迅速帶走媒龟。由于金剛石具有最好的熱傳導(dǎo)性肄朵，因此刀具中所含的金剛石越多，它從工件上帶走的熱量也越多病囱》∈“多峰PCD比單峰PCD含有更多的金剛石，它的組織更緊密继蚪，可吸走更多的熱量簸悟，因此可使刀具以更高的切削速度和進(jìn)給率進(jìn)行加工⊙钇樱”
隨著越來(lái)越多的工件采用合金材料以提高其強(qiáng)度/重量比提甚，雙峰和多峰PCD刀具的使用也將日益增多。Corcoran指出幻彪，“銑削加工是多峰PCD刀具的應(yīng)用重點(diǎn)，尤其是活塞的加工卵渴』塾颍”但是，雙峰和多峰PCD刀具的使用并不會(huì)減少單峰PCD刀具的品種浪读∥袅瘢“對(duì)于某些加工而言，常規(guī)的粗顆粒PCD牌號(hào)加工效果更好碘橘』ザ”
Dontu博士表示吱肌，目前已有的新型多峰PCD牌號(hào)并不代表此類產(chǎn)品的終結(jié)，開(kāi)發(fā)更新仰禽、更優(yōu)PCD牌號(hào)的工作仍在繼續(xù)氮墨，不久以后將會(huì)有更多新牌號(hào)問(wèn)世。
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