Insercions de compostos de carbur i diamant policristalí (PCD/CC)
PCD/CC és el diamant més utilitzat per mecanitzar compostos de matriu metàl·lica. Es forma sinteritzant o pressionant una capa de PCD de diamant policristalí amb un gruix de {{0}}.5-1mm a la superfície d'un substrat de carbur cimentat amb bona resistència i tenacitat. La resistència a la flexió d'aquesta fulla composta és bàsicament la mateixa que la del carbur cimentat, i la duresa de la superfície de treball és propera a la del diamant policristal·lí sòlid PCD, i la soldabilitat és bona, la rectificació és fàcil i el cost és baix. Una inserció típica de carbur de tungstè de diamant policristalí és plana o semblant a una làmina, i després es talla amb làser a la forma i mida desitjades de la inserció. Els PCD/CC solen soldar-se o subjectar-se a màquina i es converteixen en diverses eines de tall com ara tornejat, trepat, fresat, punxonat, escariat, mandrinat i serrat. El rendiment de PCD/CC està relacionat amb la mida dels grans de diamant. De Beers produeix inserts de PCD en les varietats 002, 010 i 025, amb mides mitjanes de gra de 2 µm, 10 µm i 25 µm, respectivament. Com més gran sigui la mida del gra, més gran serà l'agregació del volum del diamant, millor serà la resistència al desgast i més llarga serà la vida útil de l'eina, però la qualitat del tall és lleugerament pitjor, cosa que dificulta la fabricació d'una eina d'alta precisió. Per contra, les eines de gra fi tenen un radi contundent de la vora de tall (generalment 1-2 de les eines PCD) i la qualitat de la superfície mecanitzada és bona. Per tant, els grans de cristall policristal·lí es refinan contínuament i hi ha cristalls fins amb 1 àcid o fins i tot menys de 0,5 àcids. Per a això, s'ha de considerar exhaustivament la vida útil de l'eina i la qualitat de la superfície mecanitzada per seleccionar el grau adequat d'insercions de diamant policristalí i compostos de carbur cimentat.
Diamant CVD
El diamant CVD és un material de diamant pur amb alta resistència al desgast, sense aglutinants, que es prepara a baixa pressió (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
El CD es forma dipositant una capa de diamant semblant a una pel·lícula amb un gruix inferior a 50 µm (generalment 10 ~ 30 µm) composta per policristalls sobre un substrat de carbur cimentat (conegut comunament com a aliatge de tipus K) mitjançant un procés CVD (deposició química de vapor). . L'ús ha demostrat que les eines CD recobertes de diamant no són adequades per mecanitzar compostos de matriu metàl·lica, perquè les partícules dures del compost poden desgastar-se a través del recobriment a la superfície de l'eina en poc temps.
TFD consisteix a dipositar una pel·lícula gruixuda de diamant sense substrat amb un gruix de fins a 3-5mm, i després tallar la pel·lícula gruixuda en trossos petits d'una determinada forma segons les necessitats i després soldar-la al carbur cimentat per formar-la. una fulla o eina composta.
TFD té un bon rendiment complet, no té el desavantatge de l'anisotropia del diamant natural, perquè no hi ha cap enllaç metàl·lic, el contingut d'impureses és baix i la puresa és propera al 100 per cent, de manera que la duresa i la conductivitat tèrmica són superiors a la PCD , el factor de fricció és més petit, químic L'estabilitat és millor i el rendiment dels compostos de matriu metàl·lica és força bo.
Es mostren les corbes de desgast de l'eina per a un 40 per cent de SiCP A356MMC amb dos diamants, PCD i TFD. Les condicions de tall utilitzades a la prova de la figura 2 són: velocitat de tall de 400 m/min, velocitat d'alimentació de 0,05 mm/r, quantitat de tall posterior (profunditat de tall) de 0,5 mm i fluid de tall. Es pot veure a la figura 2 que el TFD de diamant de pel·lícula gruixuda és el millor per processar compostos de matriu metàl·lica SiCP del 40 per cent; PCD025 és el segon, i PCD002 té la vida útil més baixa. La taula 1 mostra els paràmetres de tall recomanats per De Beers per al mecanitzat de compostos de matriu metàl·lica amb inserts SYNDITE 025 de grau de diamant policristalí. La investigació mostra que amb l'augment de la velocitat de tall i la disminució de la velocitat d'alimentació, el valor Ra de la rugositat de la superfície mecanitzada disminuirà, mentre que la quantitat d'eina de tall posterior no té cap efecte significatiu sobre Ra. Per tant, en acabar, la velocitat de tall hauria de prendre el valor més gran de la taula 1 i la velocitat d'alimentació hauria de prendre el valor més petit.
El mecanitzat de compostos de matriu metàl·lica amb diamant pot ser tall en sec o tall humit. Tanmateix, a causa de la baixa estabilitat tèrmica del diamant, serà carbonitzat (és a dir, grafititzat) a 700-800 graus C, la qual cosa reduirà dràsticament la vida útil de l'eina. Si el fluid de tall s'utilitza per al tall humit, es pot reduir la temperatura de tall i augmentar la vida útil de l'eina. Tanmateix, abans que l'eina talli la peça de treball, s'ha d'abocar el fluid de tall fins que s'acabi el tall. El líquid de tall s'ha de subministrar contínuament, no de manera intermitent, en cas contrari, es farà malbé o esquinça l'eina fàcilment. De la mateixa manera, durant el procés de tall, cal evitar tant com sigui possible aturar o canviar la quantitat de tall.