Polykrystalické diamantové a karbidové kompozitní destičky (PCD/CC)
PCD/CC je nejrozšířenějším diamantem pro obrábění kompozitů s kovovou matricí. Vzniká slinováním nebo lisováním vrstvy polykrystalického diamantu PCD o tloušťce {{0}}.5-1mm na povrchu substrátu ze slinutého karbidu s dobrou pevností a houževnatostí. Pevnost v ohybu tohoto kompozitního kotouče je v zásadě stejná jako u slinutého karbidu a tvrdost pracovního povrchu je blízká tvrdosti pevného polykrystalického diamantu PCD a svařitelnost je dobrá, přebroušení je snadné a náklady jsou nižší. nízký. Typická polykrystalická vložka z diamantu a karbidu wolframu je plochá nebo plošná a poté řezaná laserem na požadovaný tvar a velikost vložky. PCD/CC se obvykle svařují nebo strojně upínají a vyrábí se z nich různé řezné nástroje, jako je soustružení, vrtání, frézování, děrování, vystružování, vyvrtávání a řezání. Výkon PCD/CC souvisí s velikostí diamantových zrn. De Beers vyrábí vložky PCD v odrůdách 002, 010 a 025 s průměrnou velikostí zrn 2 µm, 10 µm a 25 µm. Čím větší je velikost zrna, tím vyšší je agregace objemu diamantu, tím lepší je odolnost proti opotřebení a delší životnost nástroje, ale kvalita řezné hrany je o něco horší, takže je obtížné vyrobit vysoce přesný nástroj. Naopak jemnozrnné nástroje mají tupý poloměr břitu (obecně 1-2 nástrojů PCD) a kvalita obrobeného povrchu je dobrá. Proto jsou krystalová zrna polykrystalických kontinuálně rafinována a existují jemné krystaly s 1 kyselinou nebo dokonce méně než 0,5 kyseliny. Za tímto účelem by se měla komplexně zvážit životnost nástroje a kvalita obrobeného povrchu, aby se vybrala vhodná třída polykrystalických diamantových a kompozitních destiček ze slinutého karbidu.
CVD diamant
CVD diamant je čistý diamantový materiál s vysokou odolností proti opotřebení, bez pojiv, který se připravuje při nízkém tlaku (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD se vytváří nanesením vrstvy filmového diamantu o tloušťce menší než 50 µm (obvykle 10~30 µm) složené z polykrystalů na substrát ze slinutého karbidu (běžně známý jako slitina typu K) procesem CVD (chemická depozice z plynné fáze). . Použití ukázalo, že nástroje s diamantovým povlakem CD nejsou vhodné pro obrábění kompozitů s kovovou matricí, protože tvrdé částice v kompozitu se mohou během krátké doby opotřebovat povlakem na povrchu nástroje.
TFD spočívá v nanášení silného diamantového filmu bez substrátu o tloušťce až 3-5 mm a následném rozřezání silného filmu na malé kousky určitého tvaru podle potřeby a jeho přivaření na slinutý karbid za vzniku kompozitní čepel nebo nástroj.
TFD má dobrý komplexní výkon, nemá nevýhodu anizotropie přírodního diamantu, protože neexistuje žádná kovová vazba, obsah nečistot je nízký a čistota se blíží 100 procentům, takže tvrdost a tepelná vodivost jsou vyšší než PCD , faktor tření je menší, chemický Stabilita je lepší a výkon kompozitů s kovovou matricí je docela dobrý.
Jsou zobrazeny křivky opotřebení nástroje pro 40 procenta SiCP A356MMC se dvěma diamanty, PCD a TFD. Řezné podmínky použité v testu na obrázku 2 jsou: řezná rychlost 400 m/min, rychlost posuvu 0,05 mm/r, velikost zpětného řezu (hloubka řezu) 0,5 mm a řezná kapalina. Z obrázku 2 je vidět, že tlustovrstvý diamant TFD je nejlepší pro zpracování kompozitů s kovovou matricí 40 procent SiCP; PCD025 je druhý a PCD002 má nejnižší životnost nástroje. Tabulka 1 ukazuje řezné parametry doporučené společností De Beers pro obrábění kompozitů s kovovou matricí s břitovými destičkami SYNDITE 025 jakosti polykrystalického diamantu. Výzkum ukazuje, že se zvyšováním řezné rychlosti a snižováním rychlosti posuvu se bude snižovat hodnota Ra drsnosti obrobeného povrchu, přičemž množství zpětného řezného nástroje nemá na Ra významný vliv. Proto by při dokončování měla mít řezná rychlost větší hodnotu v tabulce 1 a rychlost posuvu by měla mít menší hodnotu.
Obrábění kompozitů s kovovou matricí diamantem může být suché řezání nebo mokré řezání. Kvůli nízké tepelné stabilitě diamantu však bude karbonizován (tj. grafitizován) při 700-800 stupni C, což drasticky sníží životnost nástroje. Pokud se řezná kapalina používá pro řezání za mokra, lze snížit teplotu řezání a prodloužit životnost nástroje. Než se však nástroj zařízne do obrobku, měla by být řezná kapalina nalévána, dokud není řezání dokončeno. Řezná kapalina musí být přiváděna nepřetržitě, nikoli přerušovaně, jinak snadno dojde k poškození nebo odštípnutí nástroje. Stejně tak je nutné se během procesu řezání co nejvíce vyvarovat zastavení nebo změně množství řezu.