ساخت و کاربرد ابزار الماس پلی کریستالی

ابزار PCD از نوک چاقویی الماس پلی کریستالی و ماتریس کاربیدی از طریق تف جوشی در دما و فشار بالا ساخته شده است. این ابزار نه تنها می‌تواند مزایای سختی بالا، رسانایی حرارتی بالا، ضریب اصطکاک کم، ضریب انبساط حرارتی کم، میل ترکیبی کم با فلز و غیرفلز، مدول الاستیسیته بالا، عدم شکست سطح، ایزوتروپیک بودن را به طور کامل ارائه دهد، بلکه استحکام بالای آلیاژ سخت را نیز در نظر می‌گیرد.
پایداری حرارتی، چقرمگی ضربه و مقاومت در برابر سایش، شاخص‌های اصلی عملکرد PCD هستند. از آنجا که بیشتر در محیط‌های با دمای بالا و تنش بالا استفاده می‌شود، پایداری حرارتی مهمترین چیز است. این مطالعه نشان می‌دهد که پایداری حرارتی PCD تأثیر زیادی بر مقاومت در برابر سایش و چقرمگی ضربه آن دارد. داده‌ها نشان می‌دهند که وقتی دما بالاتر از 750 درجه سانتیگراد باشد، مقاومت در برابر سایش و چقرمگی ضربه PCD عموماً 5 تا 10 درصد کاهش می‌یابد.
حالت کریستالی PCD خواص آن را تعیین می‌کند. در ریزساختار، اتم‌های کربن با چهار اتم مجاور پیوندهای کووالانسی تشکیل می‌دهند، ساختار چهاروجهی را به دست می‌آورند و سپس کریستال اتمی را تشکیل می‌دهند که دارای جهت‌گیری و نیروی اتصال قوی و سختی بالا است. شاخص‌های اصلی عملکرد PCD به شرح زیر است: ① سختی می‌تواند به 8000 HV برسد، 8 تا 12 برابر کاربید؛ ② رسانایی حرارتی 700W/mK است، 1.5 تا 9 برابر، حتی بالاتر از PCBN و مس؛ ③ ضریب اصطکاک عموماً فقط 0.1-0.3 است، بسیار کمتر از 0.4-1 کاربید، که نیروی برش را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد؛ ④ ضریب انبساط حرارتی فقط 0.9x10-6-1.18x10-6.1/5 کاربید است که می‌تواند تغییر شکل حرارتی را کاهش داده و دقت پردازش را بهبود بخشد؛ ⑤ و مواد غیرفلزی تمایل کمتری به تشکیل گره دارند.
نیترید بور مکعبی مقاومت اکسیداسیون قوی دارد و می‌تواند مواد حاوی آهن را پردازش کند، اما سختی آن کمتر از الماس تک بلوری است، سرعت پردازش آن کند و راندمان آن پایین است. الماس تک بلوری سختی بالایی دارد، اما چقرمگی آن کافی نیست. ناهمسانگردی باعث می‌شود که تفکیک در امتداد سطح (111) تحت تأثیر نیروی خارجی آسان شود و راندمان پردازش محدود است. PCD پلیمری است که توسط ذرات الماس در اندازه میکرون به روش‌های خاصی سنتز می‌شود. ماهیت آشفته تجمع نامنظم ذرات منجر به ماهیت ایزوتروپیک ماکروسکوپی آن می‌شود و هیچ سطح جهت‌دار و شکافی در استحکام کششی وجود ندارد. در مقایسه با الماس تک بلوری، مرز دانه PCD به طور مؤثر ناهمسانگردی را کاهش داده و خواص مکانیکی را بهینه می‌کند.
۱. اصول طراحی ابزارهای برش PCD
(1) انتخاب معقول اندازه ذرات PCD
از لحاظ تئوری، PCD باید سعی در اصلاح دانه‌ها داشته باشد و توزیع مواد افزودنی بین محصولات باید تا حد امکان یکنواخت باشد تا بر ناهمسانگردی غلبه شود. انتخاب اندازه ذرات PCD نیز به شرایط پردازش مربوط می‌شود. به طور کلی، PCD با استحکام بالا، چقرمگی خوب، مقاومت در برابر ضربه خوب و دانه ریز می‌تواند برای پرداخت نهایی یا پرداخت نهایی فوق‌العاده استفاده شود و PCD با دانه درشت می‌تواند برای ماشینکاری خشن عمومی استفاده شود. اندازه ذرات PCD می‌تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد سایش ابزار تأثیر بگذارد. منابع مربوطه اشاره می‌کنند که وقتی دانه ماده اولیه بزرگ است، مقاومت سایش به تدریج با کاهش اندازه دانه افزایش می‌یابد، اما وقتی اندازه دانه بسیار کوچک است، این قانون قابل اجرا نیست.
آزمایش‌های مرتبط، چهار پودر الماس با اندازه ذرات متوسط 10 میکرومتر، 5 میکرومتر، 2 میکرومتر و 1 میکرومتر را انتخاب کردند و نتیجه گرفتند که: ① با کاهش اندازه ذرات ماده اولیه، کبالت به طور یکنواخت‌تری پخش می‌شود؛ با کاهش ②، مقاومت سایشی و مقاومت حرارتی PCD به تدریج کاهش می‌یابد.
(2) انتخاب معقول فرم دهانه تیغه و ضخامت تیغه
شکل دهانه تیغه عمدتاً شامل چهار ساختار است: لبه معکوس، دایره کند، لبه معکوس دایره کند کامپوزیت و زاویه تیز. ساختار زاویه‌دار تیز، لبه را تیز می‌کند، سرعت برش را بالا می‌برد، می‌تواند نیروی برش و پلیسه را به طور قابل توجهی کاهش دهد، کیفیت سطح محصول را بهبود بخشد، برای آلیاژ آلومینیوم کم سیلیکون و سایر فلزات غیر آهنی با سختی کم و پرداخت یکنواخت مناسب‌تر است. ساختار گرد منفرجه می‌تواند دهانه تیغه را غیرفعال کند، زاویه R را تشکیل دهد، به طور موثر از شکستن تیغه جلوگیری کند، برای پردازش آلیاژ آلومینیوم با سیلیکون متوسط/زیاد مناسب است. در برخی موارد خاص، مانند عمق برش کم و تغذیه کوچک چاقو، ساختار گرد کند ترجیح داده می‌شود. ساختار لبه معکوس می‌تواند لبه‌ها و گوشه‌ها را افزایش دهد، تیغه را تثبیت کند، اما در عین حال فشار و مقاومت برش را افزایش می‌دهد، که برای برش سنگین آلیاژ آلومینیوم با سیلیکون بالا مناسب‌تر است.
برای تسهیل EDM، معمولاً یک لایه ورق PDC نازک (0.3-1.0 میلی‌متر) به علاوه لایه کاربید انتخاب می‌شود، ضخامت کل ابزار حدود 28 میلی‌متر است. لایه کاربید نباید خیلی ضخیم باشد تا از لایه لایه شدن ناشی از اختلاف تنش بین سطوح اتصال جلوگیری شود.
2، فرآیند تولید ابزار PCD
فرآیند تولید ابزار PCD مستقیماً عملکرد برش و عمر مفید ابزار را تعیین می‌کند که کلید کاربرد و توسعه آن است. فرآیند تولید ابزار PCD در شکل 5 نشان داده شده است.
(1) تولید قرص‌های کامپوزیتی PCD (PDC)
① فرآیند تولید PDC
PDC عموماً از پودر الماس طبیعی یا مصنوعی و عامل اتصال در دمای بالا (1000-2000 درجه سانتیگراد) و فشار بالا (5-10 اتمسفر) تشکیل شده است. عامل اتصال، پل اتصال را با TiC، Sic، Fe، Co، Ni و غیره به عنوان اجزای اصلی تشکیل می‌دهد و کریستال الماس به شکل پیوند کووالانسی در اسکلت پل اتصال جاسازی شده است. PDC عموماً به صورت دیسک‌هایی با قطر و ضخامت ثابت ساخته می‌شود و تحت سنگ‌زنی و صیقل و سایر عملیات فیزیکی و شیمیایی مربوطه قرار می‌گیرد. در اصل، شکل ایده‌آل PDC باید تا حد امکان ویژگی‌های فیزیکی عالی الماس تک کریستال را حفظ کند، بنابراین، مواد افزودنی در بدنه پخت باید تا حد امکان کم باشد، در عین حال، ترکیب پیوند DD ذرات تا حد امکان،
② طبقه‌بندی و انتخاب چسب‌ها
چسب مهمترین عامل مؤثر بر پایداری حرارتی ابزار PCD است که مستقیماً بر سختی، مقاومت در برابر سایش و پایداری حرارتی آن تأثیر می‌گذارد. روش‌های رایج اتصال PCD عبارتند از: آهن، کبالت، نیکل و سایر فلزات واسطه. پودر مخلوط Co و W به عنوان عامل اتصال استفاده شد و عملکرد جامع PCD تف جوشی زمانی که فشار سنتز 5.5 گیگا پاسکال، دمای تف جوشی 1450 درجه سانتیگراد و عایق به مدت 4 دقیقه بود، بهترین بود. SiC، TiC، WC، TiB2 و سایر مواد سرامیکی. SiC پایداری حرارتی SiC بهتر از Co است، اما سختی و چقرمگی شکست آن نسبتاً کم است. کاهش مناسب اندازه مواد اولیه می‌تواند سختی و چقرمگی PCD را بهبود بخشد. بدون چسب، با گرافیت یا سایر منابع کربن در دمای فوق العاده بالا و فشار بالا به یک الماس پلیمری در مقیاس نانو (NPD) سوزانده می‌شود. استفاده از گرافیت به عنوان پیش ماده برای تهیه NPD سخت‌ترین شرایط است، اما NPD مصنوعی بالاترین سختی و بهترین خواص مکانیکی را دارد.
انتخاب و کنترل غلات ③
پودر الماس خام عامل کلیدی مؤثر بر عملکرد PCD است. پیش‌تیمار میکروپودر الماس، افزودن مقدار کمی از موادی که مانع رشد غیرطبیعی ذرات الماس می‌شوند و انتخاب معقول افزودنی‌های پخت، می‌تواند از رشد غیرطبیعی ذرات الماس جلوگیری کند.
پودر نانو گرافیت با خلوص بالا و ساختار یکنواخت می‌تواند به طور موثری ناهمسانگردی را از بین ببرد و خواص مکانیکی را بیشتر بهبود بخشد. پودر پیش‌ساز نانوگرافیت تهیه شده با روش آسیاب گلوله‌ای پرانرژی برای تنظیم محتوای اکسیژن در پیش‌ذوب‌زایی در دمای بالا، تبدیل گرافیت به الماس در فشار 18 گیگاپاسکال و دمای 2100-2300 درجه سانتیگراد، تولید پودر نانو گرافیت لایه‌ای و دانه‌ای، و افزایش سختی با کاهش ضخامت لایه‌ای استفاده شد.
④ درمان شیمیایی دیرهنگام
در دمای یکسان (200 درجه سانتیگراد) و زمان (20 ساعت)، اثر حذف کبالت اسید لوئیس-FeCl3 به طور قابل توجهی بهتر از آب بود و نسبت بهینه HCl 10-15 گرم در 100 میلی لیتر بود. پایداری حرارتی PCD با افزایش عمق حذف کبالت بهبود می‌یابد. برای PCD با رشد دانه درشت، تیمار اسیدی قوی می‌تواند کبالت را به طور کامل حذف کند، اما تأثیر زیادی بر عملکرد پلیمر دارد. افزودن TiC و WC برای تغییر ساختار پلی کریستال مصنوعی و ترکیب با تیمار اسیدی قوی برای بهبود پایداری PCD. در حال حاضر، فرآیند آماده‌سازی مواد PCD در حال بهبود است، چقرمگی محصول خوب است، ناهمسانگردی تا حد زیادی بهبود یافته است، تولید تجاری محقق شده است، صنایع مرتبط به سرعت در حال توسعه هستند.
(2) پردازش تیغه PCD
① فرآیند برش
PCD سختی بالا، مقاومت سایشی خوب و فرآیند برش بسیار سختی دارد.
② روش جوشکاری
PDC و بدنه چاقو توسط گیره مکانیکی، اتصال و لحیم کاری. لحیم کاری به فشار دادن PDC روی ماتریس کاربید گفته می‌شود، از جمله لحیم کاری خلاء، جوشکاری انتشار خلاء، لحیم کاری با گرمایش القایی با فرکانس بالا، جوشکاری لیزری و غیره. لحیم کاری با گرمایش القایی با فرکانس بالا هزینه کم و بازده بالایی دارد و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. کیفیت جوشکاری مربوط به شار، آلیاژ جوشکاری و دمای جوشکاری است. دمای جوشکاری (عموماً کمتر از 700 درجه سانتیگراد) بیشترین تأثیر را دارد، دمای خیلی بالا، به راحتی باعث گرافیتی شدن PCD یا حتی "سوختن بیش از حد" می‌شود که مستقیماً بر اثر جوشکاری تأثیر می‌گذارد و دمای خیلی پایین منجر به استحکام جوشکاری ناکافی می‌شود. دمای جوشکاری را می‌توان با زمان عایق کاری و عمق قرمزی PCD کنترل کرد.
③ فرآیند سنگ زنی تیغه
فرآیند سنگ‌زنی ابزار PCD کلید فرآیند تولید است. به طور کلی، مقدار پیک تیغه و تیغه در محدوده 5um و شعاع قوس در محدوده 4um است. سطوح برش جلو و عقب، پرداخت سطحی خاصی را تضمین می‌کنند و حتی Ra سطح برش جلو را به 0.01 میکرومتر کاهش می‌دهند تا الزامات آینه‌ای را برآورده کنند، تراشه‌ها را در امتداد سطح تیغه جلو جریان دهند و از چسبیدن تیغه جلوگیری کنند.
فرآیند سنگ‌زنی تیغه‌ای شامل سنگ‌زنی تیغه‌ای مکانیکی با چرخ سنگ‌زنی الماس، سنگ‌زنی تیغه‌ای با جرقه الکتریکی (EDG)، سنگ‌زنی تیغه‌ای با چرخ سنگ‌زنی ساینده فوق‌العاده سخت با چسب فلزی به روش سنگ‌زنی تیغه‌ای الکترولیتی آنلاین (ELID)، و ماشینکاری سنگ‌زنی تیغه‌ای کامپوزیتی می‌شود. در میان آنها، سنگ‌زنی تیغه‌ای مکانیکی با چرخ سنگ‌زنی الماس، بالغ‌ترین و پرکاربردترین است.
آزمایش‌های مرتبط: ① چرخ سنگ‌زنی با ذرات درشت منجر به فروپاشی جدی تیغه می‌شود و اندازه ذرات چرخ سنگ‌زنی کاهش می‌یابد و کیفیت تیغه بهتر می‌شود؛ اندازه ذرات چرخ سنگ‌زنی ② ارتباط نزدیکی با کیفیت تیغه ابزارهای PCD با ذرات ریز یا ذرات فوق ریز دارد، اما تأثیر محدودی بر ابزارهای PCD با ذرات درشت دارد.
تحقیقات مرتبط در داخل و خارج از کشور عمدتاً بر مکانیسم و فرآیند سنگ‌زنی تیغه‌ای متمرکز است. در مکانیسم سنگ‌زنی تیغه‌ای، حذف ترموشیمیایی و حذف مکانیکی غالب هستند و حذف تردی و حذف خستگی نسبتاً کم است. هنگام سنگ‌زنی، با توجه به استحکام و مقاومت حرارتی چرخ‌های سنگ‌زنی الماس با عامل اتصال مختلف، سرعت و فرکانس نوسان چرخ سنگ‌زنی را تا حد امکان بهبود بخشید، از تردی و حذف خستگی جلوگیری کنید، نسبت حذف ترموشیمیایی را بهبود بخشید و زبری سطح را کاهش دهید. زبری سطح سنگ‌زنی خشک کم است، اما به راحتی به دلیل دمای بالای پردازش، سطح ابزار را می‌سوزاند،
فرآیند سنگ زنی تیغه باید به موارد زیر توجه داشته باشد: ① انتخاب پارامترهای معقول فرآیند سنگ زنی تیغه، می‌تواند کیفیت دهانه لبه را عالی‌تر و سطح تیغه جلو و عقب را بهتر کند. با این حال، نیروی سنگ زنی بالا، تلفات زیاد، راندمان سنگ زنی کم و هزینه بالا را نیز در نظر بگیرید. ② انتخاب کیفیت معقول چرخ سنگ زنی، از جمله نوع چسب، اندازه ذرات، غلظت، چسب، پوشش چرخ سنگ زنی، با شرایط سنگ زنی تیغه خشک و مرطوب معقول، می‌تواند گوشه جلو و عقب ابزار، مقدار غیرفعال سازی نوک چاقو و سایر پارامترها را بهینه کند، در حالی که کیفیت سطح ابزار را بهبود می‌بخشد.
چرخ سنگ زنی الماس با اتصال دهنده های مختلف، ویژگی های متفاوتی دارند و مکانیسم و ​​اثر سنگ زنی آنها متفاوت است. چرخ سنگ زنی الماس با اتصال دهنده رزینی نرم است، ذرات سنگ زنی به راحتی قبل از موعد می افتند، مقاومت حرارتی ندارند، سطح آنها به راحتی توسط گرما تغییر شکل می یابد، سطح سنگ زنی تیغه مستعد ایجاد علائم سایش است، زبری زیاد؛ چرخ سنگ زنی الماس با اتصال دهنده فلزی با خرد کردن سنگ زنی تیز نگه داشته می شود، شکل پذیری خوب، سطح بندی، زبری سطح پایین سنگ زنی تیغه، راندمان بالاتر، با این حال، توانایی اتصال ذرات سنگ زنی باعث می شود که خود تیز شوندگی ضعیف باشد، و لبه برش به راحتی شکاف ضربه ای ایجاد می کند و باعث آسیب جدی حاشیه ای می شود؛ چرخ سنگ زنی الماس با اتصال دهنده سرامیکی دارای استحکام متوسط، عملکرد خود تحریک خوب، منافذ داخلی بیشتر، مناسب برای حذف گرد و غبار و اتلاف گرما، قابلیت سازگاری با انواع مایع خنک کننده، دمای سنگ زنی پایین، سایش کمتر چرخ سنگ زنی، حفظ شکل خوب، دقت بالاترین راندمان است، با این حال، بدنه سنگ زنی و اتصال دهنده الماس منجر به تشکیل حفره هایی روی سطح ابزار می شود. با توجه به مواد پردازش، راندمان سنگ زنی جامع، دوام سایشی و کیفیت سطح قطعه کار استفاده کنید.
تحقیقات در مورد راندمان سنگ‌زنی عمدتاً بر بهبود بهره‌وری و کنترل هزینه متمرکز است. به‌طورکلی، نرخ سنگ‌زنی Q (برداشت PCD در واحد زمان) و نسبت سایش G (نسبت برداشت PCD به اتلاف چرخ سنگ‌زنی) به‌عنوان معیارهای ارزیابی استفاده می‌شوند.
محقق آلمانی KENTER ابزار سنگ‌زنی PCD با فشار ثابت را آزمایش کرد: ① افزایش سرعت چرخ سنگ‌زنی، اندازه ذرات PDC و غلظت مایع خنک‌کننده، نرخ سنگ‌زنی و نسبت سایش کاهش می‌یابد؛ ② افزایش اندازه ذرات سنگ‌زنی، افزایش فشار ثابت، افزایش غلظت الماس در چرخ سنگ‌زنی، نرخ سنگ‌زنی و نسبت سایش افزایش می‌یابد؛ ③ نوع چسب متفاوت است، نرخ سنگ‌زنی و نسبت سایش متفاوت است. KENTER فرآیند سنگ‌زنی تیغه ابزار PCD به صورت سیستماتیک مورد مطالعه قرار گرفت، اما تأثیر فرآیند سنگ‌زنی تیغه به صورت سیستماتیک تجزیه و تحلیل نشد.

۳. استفاده و خرابی ابزارهای برش PCD
(1) انتخاب پارامترهای برش ابزار
در طول دوره اولیه ابزار PCD، لبه تیز دهانه به تدریج پس زده می‌شود و کیفیت سطح ماشینکاری بهتر می‌شود. پسیواسیون می‌تواند به طور موثری شکاف‌های ریز و پلیسه‌های کوچک ناشی از سنگ‌زنی تیغه را از بین ببرد، کیفیت سطح لبه برش را بهبود بخشد و همزمان، یک شعاع لبه دایره‌ای برای فشرده‌سازی و ترمیم سطح پردازش شده تشکیل دهد، در نتیجه کیفیت سطح قطعه کار را بهبود بخشد.
فرزکاری سطح ابزار PCD از آلیاژ آلومینیوم، سرعت برش عموماً 4000 متر بر دقیقه، پردازش سوراخ عموماً 800 متر بر دقیقه است، پردازش فلز غیر آهنی با خاصیت ارتجاعی بالا باید با سرعت چرخش بالاتری (300-1000 متر بر دقیقه) انجام شود. حجم پیشروی عموماً بین 0.08-0.15 میلی‌متر بر دقیقه توصیه می‌شود. حجم پیشروی خیلی زیاد، نیروی برش را افزایش می‌دهد، مساحت هندسی باقیمانده سطح قطعه کار را افزایش می‌دهد؛ حجم پیشروی خیلی کم، گرمای برش را افزایش می‌دهد و سایش را افزایش می‌دهد. عمق برش افزایش می‌یابد، نیروی برش افزایش می‌یابد، گرمای برش افزایش می‌یابد، عمر کاهش می‌یابد، عمق برش بیش از حد می‌تواند به راحتی باعث فروپاشی تیغه شود؛ عمق برش کم منجر به سخت شدن ماشینکاری، سایش و حتی فروپاشی تیغه می‌شود.
(2) فرم پوشیدن
قطعه کار در حین پردازش ابزار، به دلیل اصطکاک، دمای بالا و دلایل دیگر، سایش اجتناب‌ناپذیر است. سایش ابزار الماس شامل سه مرحله است: مرحله سایش سریع اولیه (که به عنوان مرحله گذار نیز شناخته می‌شود)، مرحله سایش پایدار با نرخ سایش ثابت و مرحله سایش سریع بعدی. مرحله سایش سریع نشان می‌دهد که ابزار کار نمی‌کند و نیاز به سنگ‌زنی مجدد دارد. انواع سایش ابزارهای برش شامل سایش چسبی (سایش جوشکاری سرد)، سایش نفوذی، سایش ساینده، سایش اکسیداسیون و غیره است.
برخلاف ابزارهای سنتی، شکل سایش ابزارهای PCD شامل سایش چسبنده، سایش نفوذی و آسیب لایه پلی کریستالی است. در میان آنها، آسیب لایه پلی کریستالی دلیل اصلی است که به صورت فروپاشی ظریف تیغه ناشی از ضربه خارجی یا از بین رفتن چسب در PDC آشکار می‌شود و شکافی ایجاد می‌کند که متعلق به آسیب مکانیکی فیزیکی است و می‌تواند منجر به کاهش دقت پردازش و ضایعات قطعات کار شود. اندازه ذرات PCD، شکل تیغه، زاویه تیغه، جنس قطعه کار و پارامترهای پردازش بر استحکام تیغه تیغه و نیروی برش تأثیر می‌گذارند و سپس باعث آسیب لایه پلی کریستال می‌شوند. در عمل مهندسی، اندازه ذرات مواد اولیه مناسب، پارامترهای ابزار و پارامترهای پردازش باید با توجه به شرایط پردازش انتخاب شوند.

4. روند توسعه ابزارهای برش PCD
در حال حاضر، دامنه کاربرد ابزار PCD از تراشکاری سنتی به سوراخکاری، فرزکاری، برش پرسرعت گسترش یافته و به طور گسترده در داخل و خارج از کشور مورد استفاده قرار گرفته است. توسعه سریع وسایل نقلیه الکتریکی نه تنها بر صنعت سنتی خودرو تأثیر گذاشته است، بلکه چالش‌های بی‌سابقه‌ای را نیز برای صنعت ابزار به ارمغان آورده است و صنعت ابزار را بر آن داشته است تا بهینه‌سازی و نوآوری را تسریع کند.
کاربرد گسترده ابزارهای برشی PCD، تحقیق و توسعه ابزارهای برش را عمیق‌تر و ارتقا داده است. با عمیق‌تر شدن تحقیقات، مشخصات PDC کوچک‌تر و کوچک‌تر می‌شوند، کیفیت اصلاح دانه‌ها بهینه می‌شود، یکنواختی عملکرد، سرعت سنگ‌زنی و نسبت سایش بیشتر و بیشتر می‌شود و شکل و ساختار متنوع‌تر می‌شود. جهت‌گیری‌های تحقیقاتی ابزارهای PCD شامل موارد زیر است: ① تحقیق و توسعه لایه نازک PCD؛ ② تحقیق و توسعه مواد جدید ابزار PCD؛ ③ تحقیق برای جوشکاری بهتر ابزارهای PCD و کاهش بیشتر هزینه؛ ④ تحقیق، فرآیند سنگ‌زنی تیغه ابزار PCD را برای بهبود کارایی بهبود می‌بخشد؛ ⑤ تحقیق، پارامترهای ابزار PCD را بهینه می‌کند و از ابزارها مطابق با شرایط محلی استفاده می‌کند؛ ⑥ تحقیق، پارامترهای برش را مطابق با مواد فرآوری شده به طور منطقی انتخاب می‌کند.
خلاصه مختصر
(1) عملکرد برش ابزار PCD، کمبود بسیاری از ابزارهای کاربیدی را جبران می‌کند؛ در عین حال، قیمت آن بسیار پایین‌تر از ابزار الماس تک کریستالی است که در برش مدرن، ابزاری امیدوارکننده است.
(2) با توجه به نوع و عملکرد مواد فرآوری شده، انتخاب معقولی از اندازه ذرات و پارامترهای ابزارهای PCD، که فرضیه ساخت و استفاده از ابزار است،
(3) ماده PCD سختی بالایی دارد که ماده‌ای ایده‌آل برای چاقوهای برشی است، اما تولید ابزار برش را نیز با مشکل مواجه می‌کند. هنگام تولید، باید به طور جامع سختی فرآیند و نیازهای پردازش را در نظر گرفت تا به بهترین عملکرد هزینه دست یافت.
(4) در شهرستان چاقو، هنگام پردازش مواد PCD، باید پارامترهای برش را به طور منطقی و بر اساس برآورده کردن عملکرد محصول انتخاب کنیم تا عمر مفید ابزار تا حد امکان افزایش یابد و تعادل بین عمر ابزار، راندمان تولید و کیفیت محصول برقرار شود.
(5) تحقیق و توسعه مواد جدید ابزار PCD برای غلبه بر معایب ذاتی آن
این مقاله برگرفته از "شبکه مواد فوق سخت"