Polykryštalické diamantové a karbidové kompozitné doštičky (PCD/CC)
PCD/CC je najpoužívanejší diamant na obrábanie kompozitov s kovovou matricou. Vytvára sa spekaním alebo lisovaním vrstvy polykryštalického diamantu PCD s hrúbkou {{0}}.5-1 mm na povrchu substrátu zo slinutého karbidu s dobrou pevnosťou a húževnatosťou. Pevnosť v ohybe tohto kompozitného kotúča je v podstate rovnaká ako pevnosť slinutého karbidu a tvrdosť pracovného povrchu je blízka tvrdosti pevného polykryštalického diamantu PCD a zvárateľnosť je dobrá, prebrúsenie je ľahké a náklady sú nižšie. nízka. Typická polykryštalická doštička z diamantu a karbidu volfrámu je plochá alebo listová a potom je laserom vyrezaná na požadovaný tvar a veľkosť doštičky. PCD/CC sú zvyčajne zvárané alebo strojovo upínané a vyrábajú sa z nich rôzne rezné nástroje, ako sú sústruženie, vŕtanie, frézovanie, dierovanie, vystružovanie, vyvrtávanie a pílenie. Výkon PCD/CC súvisí s veľkosťou diamantových zŕn. De Beers vyrába vložky PCD v odrodách 002, 010 a 025 s priemernou veľkosťou zŕn 2 µm, 10 µm a 25 µm. Čím väčšia je veľkosť zrna, tým vyššia je agregácia objemu diamantu, tým lepšia je odolnosť proti opotrebovaniu a dlhšia životnosť nástroja, ale kvalita reznej hrany je o niečo horšia, čo sťažuje výrobu vysoko presného nástroja. Naopak, jemnozrnné nástroje majú tupý polomer reznej hrany (všeobecne 1-2 nástrojov PCD) a kvalita obrobeného povrchu je dobrá. Preto sú kryštálové zrná polykryštalických kontinuálne rafinované a existujú jemné kryštály s 1 kyselinou alebo dokonca menej ako 0,5 kyseliny. Na tento účel by sa mala komplexne zvážiť životnosť nástroja a kvalita obrobeného povrchu, aby sa vybrala vhodná trieda polykryštalických diamantových a kompozitných doštičiek zo slinutého karbidu.
CVD diamant
CVD diamant je čistý diamantový materiál s vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu, bez spojív, ktorý sa pripravuje pri nízkom tlaku (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD sa vytvára nanesením vrstvy filmového diamantu s hrúbkou menšou ako 50 µm (zvyčajne 10 ~ 30 µm) zloženej z polykryštálov na substrát zo slinutého karbidu (bežne známy ako zliatina typu K) procesom CVD (chemická depozícia z plynnej fázy). . Použitie ukázalo, že nástroje s diamantovým povlakom CD nie sú vhodné na obrábanie kompozitov s kovovou matricou, pretože tvrdé častice v kompozite sa môžu v krátkom čase opotrebovať cez povlak na povrchu nástroja.
TFD je nanesenie hrubého diamantového filmu bez substrátu s hrúbkou do 3-5 mm a následné narezanie hrubého filmu na malé kúsky určitého tvaru podľa potreby a potom navarenie na slinutý karbid, aby sa vytvoril kompozitná čepeľ alebo nástroj.
TFD má dobrý komplexný výkon, nemá nevýhodu anizotropie prírodného diamantu, pretože neexistuje žiadna kovová väzba, obsah nečistôt je nízky a čistota je takmer 100 percent, takže tvrdosť a tepelná vodivosť sú vyššie ako PCD , faktor trenia je menší, chemický Stabilita je lepšia a výkonnosť kompozitov s kovovou matricou je celkom dobrá.
Zobrazené sú krivky opotrebovania nástroja pre 40 percent SiCP A356MMC s dvoma diamantmi, PCD a TFD. Rezné podmienky použité v teste na obrázku 2 sú: rýchlosť rezania 400 m/min, rýchlosť posuvu 0,05 mm/r, množstvo spätného rezu (hĺbka rezu) 0,5 mm a rezná kvapalina. Z obrázku 2 je možné vidieť, že hrubovrstvý diamant TFD je najlepší na spracovanie kompozitov s kovovou matricou so 40 percentami SiCP; PCD025 je druhý a PCD002 má najnižšiu životnosť nástroja. Tabuľka 1 ukazuje rezné parametre odporúčané spoločnosťou De Beers na obrábanie kompozitov s kovovou matricou s doštičkami SYNDITE 025 triedy polykryštalických diamantov. Výskum ukazuje, že so zvyšovaním reznej rýchlosti a znižovaním rýchlosti posuvu sa hodnota Ra drsnosti obrobeného povrchu zníži, pričom množstvo spätného rezného nástroja nemá na Ra významný vplyv. Preto pri dokončovaní by rýchlosť rezania mala mať vyššiu hodnotu v tabuľke 1 a rýchlosť posuvu by mala mať menšiu hodnotu.
Obrábanie kompozitov s kovovou matricou diamantom môže byť rezanie za sucha alebo rezanie za mokra. Avšak kvôli nízkej tepelnej stabilite diamantu bude karbonizovaný (tj grafitizovaný) pri 700-800 stupni C, čo drasticky zníži životnosť nástroja. Ak sa rezná kvapalina používa na rezanie za mokra, môže sa znížiť teplota rezania a predĺžiť životnosť nástroja. Pred rezaním nástroja do obrobku by sa však mala rezná kvapalina nalievať, kým sa rezanie nedokončí. Rezná kvapalina musí byť dodávaná nepretržite, nie prerušovane, inak ľahko spôsobí poškodenie alebo odštiepenie nástroja. Rovnakým spôsobom je potrebné počas procesu rezania čo najviac zabrániť zastaveniu alebo zmene množstva rezu.