Polykrystallinske diamant- og karbidkomposittinnsatser (PCD/CC)
PCD/CC er den mest brukte diamanten for maskinering av metallmatrisekompositter. Det dannes ved å sintre eller presse et lag av polykrystallinsk diamant PCD med en tykkelse på {{0}}.5-1mm på overflaten av et hardmetallsubstrat med god styrke og seighet. Bøyestyrken til dette komposittbladet er i hovedsak den samme som for hardmetall, og hardheten til arbeidsflaten er nær hardheten til den solide polykrystallinske diamant-PCD, og sveisbarheten er god, slipingen er enkel, og kostnaden er lav. En typisk polykrystallinsk diamant-wolframkarbidinnsats er flat eller arklignende, og deretter laserskåret til ønsket form og størrelse på innsatsen. PCD/CC er vanligvis sveiset eller maskinklemt, og lages til ulike skjæreverktøy som dreiing, boring, fresing, stansing, rømme, boring og saging. Ytelsen til PCD/CC er relatert til størrelsen på diamantkorn. De Beers produserer PCD-innsatser i 002, 010 og 025 varianter, med gjennomsnittlige kornstørrelser på henholdsvis 2µm, 10µm og 25µm. Jo større kornstørrelse, jo høyere aggregering av diamantvolum, jo bedre slitestyrke og lengre verktøylevetid, men kvaliteten på skjærekanten er litt dårligere, noe som gjør det vanskelig å lage et høypresisjonsverktøy. Tvert imot har finkornede verktøy en stump radius av skjærekanten (vanligvis 1-2 på PCD-verktøy), og den maskinerte overflatekvaliteten er god. Derfor raffineres krystallkornene av polykrystallinsk kontinuerlig, og det er fine krystaller med 1 syre eller til og med mindre enn 0,5 syre. For dette formål bør levetiden til verktøyet og kvaliteten på den maskinerte overflaten vurderes grundig for å velge riktig kvalitet av polykrystallinske diamant- og hardmetall-komposittinnsatser.
CVD diamant
CVD-diamant er et rent diamantmateriale med høy slitestyrke, uten bindemidler, som er preparert ved lavt trykk (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD dannes ved å avsette et lag med filmlignende diamant med en tykkelse på mindre enn 50 µm (vanligvis 10~30 µm) sammensatt av polykrystaller på et sementert karbidsubstrat (ofte kjent som K-type legering) ved CVD (kjemisk dampavsetning) prosess . Bruk har vist at CD-diamantbelagte verktøy ikke er egnet for maskinering av metallmatrisekompositter, fordi de harde partiklene i kompositten kan slites gjennom belegget på verktøyets overflate i løpet av kort tid.
TFD er å avsette en substratløs diamant tykk film med en tykkelse på opptil 3-5mm, og deretter kutte den tykke filmen i små biter av en bestemt form i henhold til behovene, og deretter sveise den på hardmetallet for å danne et komposittblad eller verktøy.
TFD har god omfattende ytelse, den har ikke ulempen med anisotropi av naturlig diamant, fordi det ikke er noen metallbinding, urenhetsinnholdet er lavt og renheten er nær 100 prosent, så hardheten og termisk ledningsevne er høyere enn PCD , friksjonsfaktoren er mindre, kjemisk Stabiliteten er bedre, og ytelsen til metallmatrisekompositter er ganske god.
Vist er verktøyslitasjekurver for 40 prosent SiCP A356MMC med to diamanter, PCD og TFD. Kuttebetingelsene som brukes i testen i figur 2 er: skjærehastighet på 400m/min, matehastighet på 0,05 mm/r, tilbakeskjæringsmengde (skjæredybde) på 0,5 mm og skjærevæske. Det kan sees fra figur 2 at tykkfilm diamant TFD er den beste for å behandle 40 prosent SiCP metallmatrise kompositter; PCD025 er den andre, og PCD002 har lavest verktøylevetid. Tabell 1 viser skjæreparametrene anbefalt av De Beers for maskinering av metallmatrisekompositter med polykrystallinsk diamantkvalitet SYNDITE 025 innsatser. Forskningen viser at med økningen av skjærehastigheten og reduksjonen i matehastigheten, vil verdien Ra for maskinert overflateruhet reduseres, mens mengden av tilbakeskjærende verktøy ikke har noen signifikant effekt på Ra. Derfor, når du avslutter, bør skjærehastigheten ha den største verdien i tabell 1, og matehastigheten bør ta den mindre verdien.
Maskinering av metallmatrisekompositter med diamant kan være tørrskjæring eller våtskjæring. Men på grunn av den lave termiske stabiliteten til diamant, vil den bli karbonisert (dvs. grafittisert) ved 700-800 grader C, noe som vil redusere verktøyets levetid drastisk. Hvis skjærevæsken brukes til våtskjæring, kan skjæretemperaturen reduseres og verktøyets levetid økes. Men før verktøyet skjærer inn i arbeidsstykket, bør skjærevæsken helles til skjæringen er fullført. Skjærevæsken må tilføres kontinuerlig, ikke periodisk, ellers vil det lett føre til at verktøyet blir skadet eller fliset. På samme måte, under skjæreprosessen, er det nødvendig å unngå å stoppe eller endre skjæremengden så mye som mulig.