単晶ダイヤモンドは、1950年代以降に開発されたもので、グラファイトを原料に触媒を加え、高温・超高圧で合成されます。人工ポリクリスタルダイヤモンド(PCD)はダイヤモンドの微粉を金属結着剤(Co, Niなど)で合成した多結晶材料です。人造ポリクリスタルダイヤモンドは特殊な粉末冶金製品で、製造方法は従来の粉末冶金のいくつかの方法と手段を参考にしています。
焼結過程で添加剤を加えることにより、PCD結晶間にCo、Mo、W、WC、Niなどを主成分とする結合ブリッジが形成され、その結合ブリッジで構成された強固な骨組みにダイヤモンドがしっかり嵌まっています。接着剤の役割はダイヤモンドをしっかりと保持し、ダイヤモンドの切削効率を十分に発揮します。また、粒があらゆる方向に自由に分布するため、割れが粒から粒へ伝わりにくくなり、PCDの強度と靭性が向上しました。
1、超高硬度と耐摩耗性:自然界に比べられない材料の硬度は10000HVに達して、耐摩耗性は硬質合金の刃の100倍近くです;
2、異方性単晶ダイヤモンド結晶の異なる結晶面と結晶方向の硬度、摩擦に強い性能、ミクロ強度、研磨加工の難しさとワーク材料間の摩擦系数などの差が大きいので、設計と製造単晶ダイヤモンドナイフの時、結晶方向を正しく選択しなければならなくて、ダイヤモンド原料に対して結晶配向を行わなければなりません。ダイヤモンドナイフの前、後のナイフ面の選択は、単結晶ダイヤモンドナイフの設計の重要な問題です;
3、低い摩擦系数:PCD刃はいくつかの非鉄金属材料を加工する時摩擦系数は他の刃よりすべて低くて、約硬質合金の半分は通常0.2ぐらいです。
4、PCD切削刃は非常に鋭い切削刃鈍い円半径は一般的に0.1-0.5umに達することができます。天然の単結晶ダイヤモンドカッターは0.002 ~ 0.005umの範囲で使用できます。そのため、天然ダイヤモンド工具は極薄切削と超精密加工が可能です。
5、低い熱膨張系数を持ってダイヤモンドの熱膨張系数は硬質合金より小さくて、約1/10高速鋼です。そのため、ダイヤモンド工具は大きな熱変形が生じない、すなわち切削熱による工具寸法の変化が小さく、寸法精密が要求される精密・超精密加工には特に重要です。
