PCD是指将金刚石微粉(粒度为微米级)与少量的金属粉末(如Co等)混合后在高温(℃)高压下烧结而成的聚晶体。市场上作为商品供应的PCD复合片是由聚晶金刚石层在高温高压下使其牢固地和硬质合金衬底结合的一种超硬复合材料，它既具备PCD的高硬度、高耐磨性，又兼有硬质合金的良好强度和韧性。因此用PCD复合片制成的刀具是使用最广泛的金刚石刀具，大量应用于汽车、航空航天、建材等工业领域。用它制成的刀具之所以具有切削速度高、刀具使用寿命长及大批量加工工件成本低的优点，主要在于它具有其它刀具材料不可比拟的如下性能特点。一、PCD刀具性能特点1、极高的硬度和耐磨性聚晶金刚石的硬度比硬质合金高3～4倍，接近天然金刚石，耐磨性高多倍，由于金刚石晶粒在各个方向上自由分布，无方向性，所以各方向上的硬度、耐磨性一致，裂纹很难从一个晶粒传向另一个晶粒，其抗裂性优于单晶金刚石。2、低摩擦系数和高弹性模量PCD刀具与工件材料间的摩擦系数低于除单晶金刚石外的其它刀具材料，通常在～之间。小的摩擦系数可以减小切削力，降低切削温度。PCD的弹性模量比硬质合金大得多，故其切削刃在切削过程中不易产生变形，能在很大程度上保持刀刃的原始几何参数，长期保持刃口锋利。3、良好的导热性和低热膨胀系数高的导热系数和热扩散率使PCD刀具在切削中切削热容易散失掉，这样切削区温度会较低，刀具使用寿命长。低的热膨胀系数使刀具在切削过程中不易产生很大的变形。4、刃口锋利且刃面粗糙度小PCD刀具刃口非常锋利，一般刃口锯齿峰值小于5μm，刃口钝圆半径小于4μm。在绝大多数场合，PCD刀具前刀面为镜面，表面粗糙度可达μm，这样可以使切屑沿前刀面容易流出，减小积屑瘤的产生。二、PCD刀具在活塞加工中的应用为了提高发动机性能，发动机活塞材料由低硅铝合金改为中硅铝合金，甚至采用高硅铝合金。而PCD的优良特点使PCD刀具广泛应用于加工铝合金，尤其是高硅铝合金。高硅铝合金的硬度和耐磨性比其它铝合金高，切削时刀具交替地切削软的铝基和硬的硅颗粒，采用普通刀具容易磨损。同时刀具也很容易产生积屑瘤，因而会使加工精度和表面粗糙度恶化。为了避免积屑瘤和加工硬化，刀刃必须锋利，刀面必须光滑，PCD刀具正好符合这些要求。图1为加工铝硅合金时PCD刀具和CBN刀具后刀面的磨损比较(V=m/min，f=mm/r，ap=mm)。从图中可见，即使采用CBN超硬刀具其使用寿命也不高，而PCD刀具的耐磨性则较高，经长时间切削后刀具后刀面的磨损仍然较小，实验证明，PCD刀具更适合铝硅活塞的加工。三、PCD刀具的正确使用1、虽然PCD刀具有极高的硬度但其韧性不如硬质合金，更大大低于高速钢，因此PCD刀具的主要失效形式为崩刃。崩刃通常由加工中的振动引起，减小刀具悬伸量、提高机床本身的刚性均有助于减小振动。高刚性的加工机床是使用PCD刀具的必备条件，大多数加工车间都是在较先进的CNC数控机床上加工高硅铝活塞的精工序。2、较高的切削速度也可起到保护PCD刀具切削刃的目的。用PCD刀具进行车削加工时，采用的切削速度应比用硬质合金刀具加工提高2～3倍否则难以获得满意的加工效果。3、PCD刀具可分为表面加工刀具、孔加工刀具、环槽加工刀具几类。PCD刀具对铝活塞进行表面加工或镗孔加工时，通常不需要使用冷却液，而进行环槽半封闭式加工时则需要确保排屑顺畅以及对切削刃的冷却与润滑
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