Inserții compozite din diamant policristalin și carbură (PCD/CC)
PCD/CC este cel mai utilizat diamant pentru prelucrarea compozitelor cu matrice metalică. Se formează prin sinterizarea sau presarea unui strat de PCD de diamant policristalin cu o grosime de {{0}}.5-1mm pe suprafața unui substrat de carbură cimentată cu rezistență și tenacitate bune. Rezistența la încovoiere a acestei lame compozite este practic aceeași cu cea a carburii cimentate, iar duritatea suprafeței de lucru este apropiată de cea a diamantului policristalin solid PCD, iar sudabilitatea este bună, reașarea este ușoară, iar costul este scăzut. O inserție tipică din carbură de tungsten cu diamant policristalin este plată sau ca o foaie și apoi tăiată cu laser la forma și dimensiunea dorită a inserției. PCD/CC sunt de obicei sudate sau prinse cu mașină și sunt transformate în diverse instrumente de tăiere, cum ar fi strunjirea, găurirea, frezarea, perforarea, alezarea, alezarea și tăierea. Performanța PCD/CC este legată de dimensiunea granulelor de diamant. De Beers produce inserții PCD în soiurile 002, 010 și 025, cu dimensiuni medii ale granulelor de 2µm, 10µm și, respectiv, 25µm. Cu cât granulația este mai mare, cu atât agregarea volumului de diamant este mai mare, cu atât rezistența la uzură este mai bună și durata de viață a sculei este mai lungă, dar calitatea muchiei de tăiere este puțin mai proastă, ceea ce face dificilă realizarea unei scule de înaltă precizie. Dimpotrivă, sculele cu granulație fină au o rază tocită a muchiei de tăiere (în general 1-2 a sculelor PCD), iar calitatea suprafeței prelucrate este bună. Prin urmare, granulele de cristal de policristalin sunt rafinate continuu și există cristale fine cu 1 acid sau chiar mai puțin de 0,5 acid. În acest scop, durata de viață a sculei și calitatea suprafeței prelucrate trebuie luate în considerare în mod cuprinzător pentru a selecta gradul corespunzător de inserții compozite de diamant policristalin și carbură cimentată.
diamant CVD
Diamantul CVD este un material diamant pur cu rezistență ridicată la uzură, fără lianți, care este preparat la presiune scăzută (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD se formează prin depunerea unui strat de diamant sub formă de peliculă cu o grosime mai mică de 50 µm (de obicei 10~30 µm) compus din policristale pe un substrat de carbură cimentată (cunoscut în mod obișnuit ca aliaj de tip K) prin procesul CVD (depunere chimică în vapori). . Utilizarea a arătat că uneltele CD acoperite cu diamant nu sunt potrivite pentru prelucrarea compozitelor cu matrice metalică, deoarece particulele dure din compozit se pot uza prin acoperirea de pe suprafața sculei într-un timp scurt.
TFD este să depună o peliculă groasă de diamant fără substrat cu o grosime de până la 3-5mm, apoi să taie pelicula groasă în bucăți mici de o anumită formă, în funcție de necesități, apoi să o sudeze pe carbura cimentată pentru a forma o lamă sau unealtă compozită.
TFD are o performanță cuprinzătoare bună, nu are dezavantajul anizotropiei diamantului natural, deoarece nu există legături metalice, conținutul de impurități este scăzut și puritatea este aproape de 100%, astfel încât duritatea și conductibilitatea termică sunt mai mari decât PCD , factorul de frecare este mai mic, chimic Stabilitatea este mai bună, iar performanța compozitelor cu matrice metalică este destul de bună.
Sunt prezentate curbele de uzură a sculei pentru 40 procente SiCP A356MMC cu două diamante, PCD și TFD. Condițiile de tăiere utilizate în testul din Figura 2 sunt: viteza de tăiere de 400m/min, viteza de avans de 0,05 mm/r, cantitatea de tăiere înapoi (adâncimea de tăiere) de 0,5 mm și fluid de tăiere. Se poate observa din Figura 2 că diamantul TFD cu peliculă groasă este cel mai bun pentru prelucrarea compozitelor cu matrice metalică SiCP 40%; PCD025 este al doilea, iar PCD002 are cea mai mică durată de viață a sculei. Tabelul 1 prezintă parametrii de tăiere recomandați de De Beers pentru prelucrarea compozitelor cu matrice metalică cu inserții SYNDITE 025 de calitate diamant policristalin. Cercetările arată că odată cu creșterea vitezei de tăiere și scăderea vitezei de avans, valoarea Ra a rugozității suprafeței prelucrate va scădea, în timp ce cantitatea de sculă de tăiere inversă nu are un efect semnificativ asupra Ra. Prin urmare, la terminare, viteza de tăiere ar trebui să ia valoarea mai mare din Tabelul 1, iar viteza de avans ar trebui să ia valoarea mai mică.
Prelucrarea compozitelor cu matrice metalică cu diamant poate fi tăiere uscată sau tăiere umedă. Cu toate acestea, datorită stabilității termice scăzute a diamantului, acesta va fi carbonizat (adică grafitizat) la 700-800 grade C, ceea ce va reduce drastic durata de viață a sculei. Dacă fluidul de tăiere este utilizat pentru tăierea umedă, temperatura de tăiere poate fi redusă și durata de viață a sculei poate fi mărită. Cu toate acestea, înainte ca unealta să taie piesa de prelucrat, lichidul de tăiere trebuie turnat până când tăierea este finalizată. Lichidul de tăiere trebuie să fie furnizat continuu, nu intermitent, altfel va cauza cu ușurință deteriorarea sau ciobirea sculei. În același mod, în timpul procesului de tăiere, este necesar să se evite pe cât posibil oprirea sau modificarea cantității de tăiere.