3C行業(yè)PCD刀具優(yōu)勢
聚晶金剛石（PCD，PolyCrystalline Diamond），是由金剛石微粉與粘結(jié)劑鈷在高溫超高壓（1400-1600℃、5-7Gpa）條件下燒結(jié)而成的一種復(fù)合超硬材料，具有高硬度、高耐磨性、高彈性模量、各向同性和相對高的熱導(dǎo)率等顯著優(yōu)點(diǎn)。PCD刀具是通過把PCD復(fù)合片焊接到硬質(zhì)合金或者鋼的刀體上而制成的刀具，由于PCD復(fù)合片將單晶金剛石的高硬度、耐磨性、低摩擦系數(shù)和強(qiáng)度與碳化鎢硬質(zhì)合金的高抗彎強(qiáng)度進(jìn)行了結(jié)合，復(fù)合片的碳化鎢硬質(zhì)合金層為金剛石層提供了機(jī)械支持，增加了它的抗彎強(qiáng)度。
圖一：PCD復(fù)合片
目前，PCD刀具廣泛應(yīng)用于以下兩種材料的加工：
一、有色金屬或者其它的合金：鋁，黃銅，紫銅，青銅。
二、硬質(zhì)合金，石墨，陶瓷，纖維增強(qiáng)塑料。
在航空航天和汽車兩大行業(yè)， PCD刀具應(yīng)用非常普遍。由于這兩個行業(yè)是我們國家從國外引進(jìn)的技術(shù)比較多，也就是和國際接軌的比較好。所以，對國內(nèi)很多刀具生產(chǎn)廠家來說，不需要去培育PCD刀具市場，或者說，不需要和客戶灌輸PCD刀具的優(yōu)越性。節(jié)省了很多市場推廣成本，基本按照國外成熟的加工方案交付刀具。
在3C行業(yè)里面，使用最多的材料就是鋁和塑料的混合體，3C行業(yè)的CNC加工普及，基本是從華南開始，華東跟進(jìn)，目前處于全面普及這樣一個軌跡在進(jìn)行。
前期，由于華南是模具最發(fā)達(dá)的地區(qū)，現(xiàn)在從事3C行業(yè)加工的技術(shù)人員，大部分都是以前模具行業(yè)的專業(yè)人員轉(zhuǎn)過來的。而模具行業(yè)用PCD刀具的機(jī)會特別少，因此，現(xiàn)在3C行業(yè)的技術(shù)人員對PCD刀具認(rèn)識不是很透徹。
本文的目的在于希望3C行業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)人員在讀完這篇文章后，對PCD刀具理論基礎(chǔ)有系統(tǒng)的認(rèn)識。
PCD原材料目前國際上主流產(chǎn)品90%以上都來源于兩大的供應(yīng)商，一個是英國的元素六（Element-Six，碳在元素周期表中處于第六號元素），對于一般人來說，這是一個比較陌生的名字，但是要說到這句廣告詞“鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”，就會比較親切了，對了，默克精密工具所使用的PCD復(fù)合片就是他們的材料。
第二個就是大家非常熟悉的美國的GE，不過，現(xiàn)在又更換名稱了，幾經(jīng)轉(zhuǎn)手，現(xiàn)在大家更熟悉了，SANDVIK合銳，被瑞典的山特維克集團(tuán)收購了。
當(dāng)然，日本和韓國也有研究制造PCD刀具原材料比較成熟的兩家公司，但是，由于公司老板政治觀念太強(qiáng)，所以不會跟日韓材料商合作，我在這里就不做詳細(xì)介紹了。大家如果需要進(jìn)口的PCD復(fù)合片，我建議還是盡量找前面說的兩家公司，質(zhì)量可以得到保障。
國內(nèi)做PCD就比較多了，特別是我們的河南省弟，扛起了超硬材料的中國大旗。哪家做的最好，沒有用過，還確實(shí)不知道，比如鄭州四方達(dá)，河南中南，成都比拓等等，不過到目前為止，國內(nèi)PCD復(fù)合片的質(zhì)量性能和E6、SANDVIK還是有一定的差距，希望他們繼續(xù)研究，縮小和國際廠家的差距，等將來我們也能采用國內(nèi)的產(chǎn)品一起振興中華！
圖二：PCD輪廓成型刀具
下面我們就PCD刀具傳統(tǒng)的加工方法做一個簡單的介紹，傳統(tǒng)加工方法有兩種，
第一種是采用強(qiáng)力磨削。代表加工設(shè)備包括，英國的COBORN，瑞士的EWAG，臺灣的遠(yuǎn)山，國內(nèi)有北京中拓。
第二種是采用線切割加工。代表加工設(shè)備包括，德國的VOLLMER（也是我們默克目前所使用的設(shè)備），還有那個我們不喜歡的國家的FANUC。
當(dāng)然，線切割加工屬于電加工，所以，市場上有些公司推出了類似火花機(jī)一樣的原理去加工PCD刀具，把用于磨削硬質(zhì)合金刀具的砂輪改成了銅盤。我個人認(rèn)為，這個絕對是一個過渡性產(chǎn)品，是沒有生命力的。對于金屬切削刀具行業(yè)來講，奉勸大家千萬別買這類設(shè)備。
創(chuàng)新是實(shí)體制造的唯一出路。以上設(shè)備，用在我們3C行業(yè)，就有點(diǎn)吃力了。3C行業(yè)中國為王，以上的設(shè)備，都不是因?yàn)?C行業(yè)而開發(fā)出來的。所以，從這點(diǎn)來說，設(shè)備有很多先天性的不足。
3C行業(yè)目前加工的材料，基本是塑料+鋁。而且都要求加工后工件具有良好的外觀面。很多從模具行業(yè)過來的從業(yè)人員，普遍認(rèn)為，鋁，塑料很好加工。這是一個大大的誤區(qū)。
對于3C產(chǎn)品來說，只要含有纖維增強(qiáng)塑料，采用一般的硬質(zhì)合金刀具，如果要獲得比較好的外觀質(zhì)量，刀具壽命基本100件上下。當(dāng)然，說到這里，肯定有人要站出來反駁，我們工廠的刀具可以加工到幾百件。我只能很清楚的告訴您，那是因?yàn)槟档土送庥^的要求而已，并不是刀具的壽命有這么好。
特別是目前的3C行業(yè)，使用大量的異形輪廓，硬質(zhì)合金要保證刀具的一致性，遠(yuǎn)不是標(biāo)準(zhǔn)立銑刀這么容易。所以，如果不降低外觀件的要求，硬質(zhì)合金刀具就是100件上下的壽命，這是硬質(zhì)合金刀具本身的特性決定的。
圖三：BT30輪廓銑削刀具
而PCD刀具，因?yàn)樗哪湍π詮?qiáng)，摩擦系數(shù)低，所以，它加工出來的產(chǎn)品一致性特別好。只要這把PCD刀具做的好，壽命一定過千。所以，在這點(diǎn)上面，硬質(zhì)合金刀具沒有辦法和PCD刀具抗衡。在這個行業(yè)，硬質(zhì)合金刀具基本沒有任何的優(yōu)點(diǎn)。
所以，各位做PCD刀具的，您只需要站在風(fēng)口上就可以了，您會飛起來的。