솔리드다이아몬드 (Polycrystalline Diamond，약칭으로는PCD입니다)는 다이아몬드와 초경합금으로 구성된 복합 재료로, 일반적으로 일정량의 바인더와 초경합금 매트릭스가있는 다이아몬드 분말을 조립한후 초고온 및 고압에서 소결하여 제작합니다.
PCD는 매우 높은 내마모성과 경도, 낮은 마찰 계수, 높은 열 전도성 등의 특성을 가지고있어 PCD 툴이 항공 우주, 자동차, 전자, 목재 및 석재 분야에서 응용전경이 넓습니다.
1. PCD 성능 특성
（1）높은 경도와 내마모성
PCD는 높은 경도, 높은 압축 강도, 우수한 열전도 및 내마모성의 특성을 가지며 고속 절삭에서 높은 가공 정확도와 가공 효율을 얻을 수 있습니다. PCD 절삭 공구의 이러한 특성은 다이아몬드 결정의 상태에 의해 결정되며 구조는 강한 점착력과 방향성을 가지므로 다이아몬드의 경도가 매우 높습니다.
（2）등방성, 절단면 없음
PCD는 미크론 혹은 아미미터급의 다이아몬드 입자를 특정 방법으로 합성 한 고분자로, 무질서한 입자 축적으로 인해 등방성이 생겨 방향을 선택하지 않고 공작물을 절단 할 때 최고의 성능을 발휘할 수 있습니다. 동시에, 단일 절단 표면을 따라 분리하기가 쉽지 않아 기계적 특성이 최적화됩니다.
（3）높은 가공 정확도
PCD 절삭 공구는 열팽창 계수가 낮고 탄성 계수가 높으므로 절삭 중에 절삭 공구가 변형되기 쉽지 않으며 동시에 절삭력과 절삭 온도를 낮추고 공구 내구성과 절삭 속도를 향상시켜 우수한 가공 표면을 얻을 수 있습니다 .
（4）낮은 마찰 계수
PCD는 마찰 계수가 낮고 비철 및 비금속 재료와의 친화력이 낮으며 변형 및 절삭력을 줄일 수있을뿐만 아니라 절삭 중 빌트 업 에지를 생성하지 않아 공작물 표면의 거칠기를 크게 줄입니다.
（5）높은 열전도율
PCD의 열전도율은 매우 높고은과 구리보다 우수하며 일반 초경합금보다 훨씬 높기 때문에 절단 중에 열을 방출하기 쉽고 절단 온도가 낮습니다.
2. PCD 의 응용
（1）자동차 및 항공 우주에서의 PCD 적용
자동차 분야에서 PCD 절삭 공구은 주로 엔진 피스톤의 스커트, 핀 홀, 실린더 블록, 기어 박스 등을 처리하는 데 사용됩니다. 이러한 부품의 실리콘 함량이 높기 때문에 (10 % 이상) 공구의 서비스 수명이 길고 PCD 절삭 공구의 내구성은 초경합금 절삭 공구의 1-50 배이며 이는 부품 크기의 안정성을 보장 할 수 있습니다. 공작물의 절삭 속도 가공 효율 및 표면 품질을 크게 향상시킵니다.
항공 우주 분야에서는 두랄루민(AlSi2) 실린더 헤드를 PCD 절삭 공구로 가공하고 절삭 속도가 높으며 절삭 공구 수명이 초경합금보다 약 20 배 더 높으며 공작물의 표면 품질도 크게 향상됩니다.
（2）목재 가공 산업에서의 PCD 적용
목재 가공은 PCD는절삭 공구 응용 분야에서 중요한 영역입니다. 인공 합성 판재에 따라 (중 밀도 섬유판, 파티클 보드 및 복합 마루 등 )과 같은 합성 보드의 빠른 개발로 인해 절삭 공구에 대한 수요가 가속화되어 PCD 절삭 공구가 시장의 전통적인 목공 공구를 점차 대체합니다.
강화 복합재 바닥의 Al2O3 외부 층은 절삭 공구를 매우 많이 사용하며 PCD 절삭 공구는이 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 따라서 목공 산업에서 PCD의 주요 시장은 라미네이트 바닥재 및 고경도 섬유판 가공입니다.
（3）전자 가공 산업에서의 PCD 응용
전자 산업에서는 전기 인쇄 보드 생산 요구 사항이 점점 높아지고 있습니다. 일반 공구는 사용 중에 버가 발생하여 전기 부품의 설치 및 위치에 영향을 미치며 전체 인쇄 보드는 아름답지 않습니다. 하드 합금 공구는 수명이 짧습니다. 처리 속도가 느리고 효율이 낮으며 처리 정밀도가 떨어집니다. PCD 절삭 공구를 사용하면 처리 효율성이 높고 처리 비용이 낮으며 널리 쓰이고 있습니다.
（4）유리 절단 및 가공 산업에서 PCD 응용
PCD로 제작 된 커터 휠은 주로 전자 제품의 LCD 화면을 고정밀하고 고품질로 절단하는데 사용되며 건설 및 자동차 용 유리를 절단 할 수도 있습니다. 맨드릴과 커터 휠은 모두 PCD 재질로 높은 가공 정확도, 내마모성, 우수한 일관성 및 높은 서비스 수명이라는 장정을 제공합니다.동시에 서비스 수명이 길며 일반 유리 나이프와 초경합금 유리 커터 휠을 대체 할 수 있습니다.
（5）복합 재료 산업에서의 PCD 응용
PCD 절삭 공구는 유리 섬유 강화 복합 재료를 가공하는데 사용되고고절삭 공구 수명은 절삭 공구의 약 60 배이고 단일 부품의 가공 비용은 절삭 공구의 1/20이며 가공 정밀도는 초경합금 절삭 공구보다 높습니다.
PCD는 우수한 가공 품질과 가공 경제성으로 인해 비금속 재료, 비철 금속 및 합금, 복합 재료 등 기타 분야에서 고유 한 장점을 보여줍니다. 고속강과 경질합금 절삭 공구의 대체를 실현할 수 있다면 PCD 절삭 공구의 시장 공간은 더 클 것입니다.
