Polykristallina diamant- och karbidkompositskär (PCD/CC)
PCD/CC är den mest använda diamanten för bearbetning av metallmatriskompositer. Den bildas genom att sintra eller pressa ett lager av polykristallin diamant PCD med en tjocklek av {{0}}.5-1mm på ytan av ett hårdmetallsubstrat med god hållfasthet och seghet. Böjhållfastheten för detta kompositblad är i princip densamma som hårdmetall, och arbetsytans hårdhet är nära hårdheten för den solida polykristallina diamant-PCD, och svetsbarheten är god, omslipningen är lätt och kostnaden är låg. En typisk polykristallin diamant-volframkarbidskär är platt eller arkliknande och laserskärs sedan till önskad form och storlek på skäret. PCD/CC är vanligtvis svetsade eller maskinklämda, och görs till olika skärverktyg som svarvning, borrning, fräsning, stansning, brotschning, borrning och sågning. Prestandan för PCD/CC är relaterad till storleken på diamantkorn. De Beers tillverkar PCD-skär i varianterna 002, 010 och 025, med genomsnittliga kornstorlekar på 2µm, 10µm respektive 25µm. Ju större kornstorlek, desto högre aggregation av diamantvolym, desto bättre slitstyrka och desto längre livslängd, men kvaliteten på skäreggen är något sämre, vilket gör det svårt att tillverka ett högprecisionsverktyg. Tvärtom, finkorniga verktyg har en trubbig radie av skäreggen (vanligtvis 1-2 för PCD-verktyg), och den bearbetade ytkvaliteten är god. Därför raffineras kristallkornen av polykristallina kontinuerligt, och det finns fina kristaller med 1 syra eller till och med mindre än 0,5 syra. För detta ändamål bör verktygets livslängd och kvaliteten på den bearbetade ytan övervägas omfattande för att välja lämplig kvalitet av polykristallina diamant- och hårdmetallkompositskär.
CVD diamant
CVD-diamant är ett rent diamantmaterial med hög slitstyrka, utan bindemedel, som framställs vid lågt tryck (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD bildas genom att avsätta ett skikt av filmliknande diamant med en tjocklek på mindre än 50 µm (vanligtvis 10~30 µm) sammansatt av polykristaller på ett hårdmetallsubstrat (allmänt känd som legering av K-typ) genom CVD-process (kemisk ångavsättning) . Användning har visat att CD-diamantbelagda verktyg inte är lämpliga för bearbetning av metallmatriskompositer, eftersom de hårda partiklarna i kompositen kan slitas genom beläggningen på verktygets yta på kort tid.
TFD är att avsätta en substratlös diamanttjock film med en tjocklek på upp till 3-5mm och sedan skära den tjocka filmen i små bitar av en viss form enligt behoven och sedan svetsa fast den på hårdmetallen för att bilda ett kompositblad eller verktyg.
TFD har bra omfattande prestanda, den har inte nackdelen med anisotropi av naturlig diamant, eftersom det inte finns någon metallbindning, föroreningshalten är låg och renheten är nära 100 procent, så hårdheten och värmeledningsförmågan är högre än PCD , friktionsfaktorn är mindre, kemisk Stabiliteten är bättre och prestandan hos metallmatriskompositer är ganska bra.
Visade verktygsslitagekurvor för 40 procent SiCP A356MMC med två diamanter, PCD och TFD. Skärförhållandena som används i testet i figur 2 är: skärhastighet på 400m/min, matningshastighet på 0,05 mm/r, tillbakaskärningsmängd (skärdjup) på 0,5 mm och skärvätska. Det kan ses från figur 2 att tjockfilmsdiamant-TFD är den bästa för bearbetning av 40 procent SiCP-metallmatriskompositer; PCD025 är den andra och PCD002 har den lägsta livslängden. Tabell 1 visar de skärparametrar som rekommenderas av De Beers för bearbetning av metallmatriskompositer med polykristallina diamantskär SYNDITE 025. Forskningen visar att med ökningen av skärhastigheten och minskningen av matningshastigheten kommer värdet Ra för bearbetad ytjämnhet att minska, medan mängden tillbakaskärande verktyg inte har någon signifikant effekt på Ra. Därför bör skärhastigheten vid efterbehandling ha det högre värdet i tabell 1 och matningshastigheten bör ha det lägre värdet.
Bearbetningen av metallmatriskompositer med diamant kan vara torrskärning eller våtskärning. Men på grund av den låga termiska stabiliteten hos diamant kommer den att förkolnas (dvs. grafitiseras) vid 700-800 grader C, vilket drastiskt kommer att minska verktygets livslängd. Om skärvätskan används för våtkapning kan skärtemperaturen sänkas och verktygslivslängden kan ökas. Innan verktyget skär in i arbetsstycket bör dock skärvätskan hällas tills skärningen är klar. Skärvätskan måste tillföras kontinuerligt, inte intermittent, annars kommer det lätt att orsaka att verktyget skadas eller flisas. På samma sätt, under skärningsprocessen, är det nödvändigt att undvika att stoppa eller ändra skärmängden så mycket som möjligt.