Πολυκρυσταλλικά σύνθετα ένθετα διαμαντιού και καρβιδίου (PCD/CC)
Το PCD/CC είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο διαμάντι για την κατεργασία σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας. Σχηματίζεται με πυροσυσσωμάτωση ή συμπίεση ενός στρώματος πολυκρυσταλλικού διαμαντιού PCD πάχους {{0}}.5-1mm στην επιφάνεια ενός τσιμεντοειδούς υποστρώματος καρβιδίου με καλή αντοχή και σκληρότητα. Η αντοχή κάμψης αυτής της σύνθετης λεπίδας είναι βασικά η ίδια με εκείνη του τσιμεντοειδούς καρβιδίου και η σκληρότητα της επιφάνειας εργασίας είναι κοντά σε αυτή του συμπαγούς πολυκρυσταλλικού διαμαντιού PCD και η συγκολλησιμότητα είναι καλή, η εκ νέου λείανση είναι εύκολη και το κόστος είναι χαμηλός. Ένα τυπικό πολυκρυσταλλικό ένθετο καρβιδίου διαμαντιού-βολφραμίου είναι επίπεδο ή σαν φύλλο και στη συνέχεια κόβεται με λέιζερ στο επιθυμητό σχήμα και μέγεθος του ενθέματος. Τα PCD/CC συνήθως συγκολλούνται ή συσφίγγονται με μηχανή και κατασκευάζονται σε διάφορα εργαλεία κοπής, όπως τόρνευση, διάτρηση, φρέζα, διάτρηση, διάτρηση, διάτρηση και πριόνισμα. Η απόδοση του PCD/CC σχετίζεται με το μέγεθος των κόκκων διαμαντιού. Η De Beers παράγει ένθετα PCD σε ποικιλίες 002, 010 και 025, με μέσο μέγεθος κόκκου 2μm, 10μm και 25μm, αντίστοιχα. Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος των κόκκων, τόσο μεγαλύτερη είναι η συσσώρευση του όγκου του διαμαντιού, τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση στη φθορά και τόσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια ζωής του εργαλείου, αλλά η ποιότητα της κοπής είναι ελαφρώς χειρότερη, καθιστώντας δύσκολη την κατασκευή ενός εργαλείου υψηλής ακρίβειας. Αντίθετα, τα λεπτόκοκκα εργαλεία έχουν μια αμβλεία ακτίνα της αιχμής κοπής (γενικά 1-2 των εργαλείων PCD) και η ποιότητα της επεξεργασμένης επιφάνειας είναι καλή. Επομένως, οι κρυσταλλικοί κόκκοι του πολυκρυσταλλικού καθαρίζονται συνεχώς και υπάρχουν λεπτοί κρύσταλλοι με 1 οξύ ή ακόμη και λιγότερο από 0,5 οξύ. Για το σκοπό αυτό, η διάρκεια ζωής του εργαλείου και η ποιότητα της επεξεργασμένης επιφάνειας θα πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψη για την επιλογή της κατάλληλης ποιότητας σύνθετων ενθεμάτων πολυκρυσταλλικού διαμαντιού και τσιμεντοειδούς καρβιδίου.
διαμάντι CVD
Το διαμάντι CVD είναι ένα καθαρό διαμαντένιο υλικό με υψηλή αντοχή στη φθορά, χωρίς συνδετικά, το οποίο παρασκευάζεται σε χαμηλή πίεση (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
Το CD σχηματίζεται με την εναπόθεση ενός στρώματος διαμαντιού που μοιάζει με φιλμ με πάχος μικρότερο από 50μm (συνήθως 10~30μm) που αποτελείται από πολυκρυστάλλους σε ένα τσιμεντοειδές υπόστρωμα καρβιδίου (κοινώς γνωστό ως κράμα τύπου Κ) με διαδικασία CVD (χημική εναπόθεση ατμού). . Η χρήση έχει δείξει ότι τα εργαλεία με επίστρωση με διαμάντι CD δεν είναι κατάλληλα για την κατεργασία σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας, επειδή τα σκληρά σωματίδια στο σύνθετο υλικό μπορούν να φθαρούν μέσω της επικάλυψης στην επιφάνεια του εργαλείου σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Το TFD είναι η εναπόθεση μιας μεμβράνης με πάχος διαμαντιού χωρίς υποστρώματα με πάχος έως 3-5mm και, στη συνέχεια, κόβεται η παχιά μεμβράνη σε μικρά κομμάτια συγκεκριμένου σχήματος ανάλογα με τις ανάγκες και στη συνέχεια συγκολλάται στο τσιμεντοειδές καρβίδιο για να σχηματιστεί μια σύνθετη λεπίδα ή εργαλείο.
Το TFD έχει καλή συνολική απόδοση, δεν έχει το μειονέκτημα της ανισοτροπίας του φυσικού διαμαντιού, επειδή δεν υπάρχει μεταλλικός δεσμός, η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες είναι χαμηλή και η καθαρότητα είναι κοντά στο 100 τοις εκατό, επομένως η σκληρότητα και η θερμική αγωγιμότητα είναι υψηλότερες από το PCD , ο συντελεστής τριβής είναι μικρότερος, χημικός Η σταθερότητα είναι καλύτερη και η απόδοση των σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας είναι αρκετά καλή.
Εμφανίζονται καμπύλες φθοράς εργαλείου για 40 τοις εκατό SiCP A356MMC με δύο διαμάντια, PCD και TFD. Οι συνθήκες κοπής που χρησιμοποιούνται στη δοκιμή στο σχήμα 2 είναι: ταχύτητα κοπής 400 m/min, ταχύτητα τροφοδοσίας 0,05 mm/r, ποσότητα κοπής (βάθος κοπής) 0,5 mm και υγρό κοπής. Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 2 ότι το διαμάντι με παχύ φιλμ TFD είναι το καλύτερο για την επεξεργασία σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας 40 τοις εκατό SiCP. Το PCD025 είναι το δεύτερο και το PCD002 έχει τη χαμηλότερη διάρκεια ζωής του εργαλείου. Ο Πίνακας 1 δείχνει τις παραμέτρους κοπής που προτείνει η De Beers για την κατεργασία σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας με ένθετα πολυκρυσταλλικού διαμαντιού SYNDITE 025. Η έρευνα δείχνει ότι με την αύξηση της ταχύτητας κοπής και τη μείωση του ρυθμού τροφοδοσίας, η τιμή Ra της τραχύτητας της κατεργασμένης επιφάνειας θα μειωθεί, ενώ η ποσότητα του εργαλείου οπίσθιας κοπής δεν έχει σημαντική επίδραση στο Ra. Επομένως, κατά το φινίρισμα, η ταχύτητα κοπής πρέπει να έχει τη μεγαλύτερη τιμή στον Πίνακα 1 και ο ρυθμός τροφοδοσίας πρέπει να έχει τη μικρότερη τιμή.
Η κατεργασία σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας με διαμάντι μπορεί να είναι ξηρή ή υγρή κοπή. Ωστόσο, λόγω της χαμηλής θερμικής σταθερότητας του διαμαντιού, θα ενανθρακωθεί (δηλαδή γραφιτοποιηθεί) σε 700-800 βαθμό C, γεγονός που θα μειώσει δραστικά τη διάρκεια ζωής του εργαλείου. Εάν το υγρό κοπής χρησιμοποιείται για υγρή κοπή, η θερμοκρασία κοπής μπορεί να μειωθεί και να αυξηθεί η διάρκεια ζωής του εργαλείου. Ωστόσο, πριν το εργαλείο κόψει στο τεμάχιο εργασίας, το υγρό κοπής πρέπει να χυθεί μέχρι να ολοκληρωθεί η κοπή. Το υγρό κοπής πρέπει να τροφοδοτείται συνεχώς, όχι κατά διαστήματα, διαφορετικά θα προκαλέσει εύκολα ζημιά ή θρυμματισμό του εργαλείου. Με τον ίδιο τρόπο, κατά τη διαδικασία κοπής, είναι απαραίτητο να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο η διακοπή ή η αλλαγή της ποσότητας κοπής.