Polikristaliniai deimantų ir karbido kompozitiniai įdėklai (PCD/CC)
PCD/CC yra plačiausiai naudojamas deimantas metalo matricos kompozitams apdirbti. Jis susidaro sukepinant arba presuojant polikristalinio deimantinio PCD, kurio storis yra {{0}}.5-1mm, sluoksnį ant gero stiprumo ir kietumo cementuoto karbido pagrindo paviršiaus. Šio kompozicinio peilio lenkimo stipris iš esmės yra toks pat kaip cementuoto karbido, o darbinio paviršiaus kietumas yra artimas kieto polikristalinio deimantinio PCD kietumui, o suvirinamumas yra geras, peršlifavimas yra lengvas, o kaina yra mažesnė. žemas. Įprastas polikristalinio deimanto-volframo karbido įdėklas yra plokščias arba lakštinis, o po to lazeriu išpjaunamas iki norimos formos ir dydžio įdėklo. PCD / CC paprastai yra suvirinami arba tvirtinami staklėmis ir iš jų gaminami įvairūs pjovimo įrankiai, tokie kaip tekinimas, gręžimas, frezavimas, perforavimas, presavimas, gręžimas ir pjovimas. PCD/CC našumas yra susijęs su deimantų grūdelių dydžiu. De Beers gamina 002, 010 ir 025 veislių PCD įdėklus, kurių vidutinis grūdelių dydis yra atitinkamai 2 µm, 10 µm ir 25 µm. Kuo didesnis grūdelių dydis, tuo didesnis deimantų tūris, tuo didesnis atsparumas dilimui ir ilgesnis įrankio tarnavimo laikas, tačiau pjovimo briaunos kokybė yra šiek tiek prastesnė, todėl sunku pagaminti didelio tikslumo įrankį. Priešingai, smulkiagrūdžiai įrankiai turi buką pjovimo briaunos spindulį (paprastai 1-2 PCD įrankių), o apdirbto paviršiaus kokybė yra gera. Todėl polikristalinių kristalų grūdeliai yra nuolat rafinuojami, o yra smulkių kristalų, kuriuose yra 1 rūgštis arba net mažiau nei 0,5 rūgšties. Šiuo tikslu reikia visapusiškai atsižvelgti į įrankio naudojimo trukmę ir apdirbto paviršiaus kokybę, kad būtų galima pasirinkti tinkamos klasės polikristalinio deimantų ir cementinio karbido kompozitinius įdėklus.
CVD deimantas
CVD deimantas yra gryna deimantinė medžiaga, pasižyminti dideliu atsparumu dilimui, be rišiklių, paruošta esant žemam slėgiui (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD susidaro nusodinant į plėvelę panašaus deimanto, kurio storis mažesnis nei 50 µm (paprastai 10–30 µm), sluoksnį, sudarytą iš polikristalų ant cementuoto karbido pagrindo (paprastai žinomo kaip K tipo lydinys), naudojant CVD (cheminio nusodinimo garais) procesą. . Naudojimas parodė, kad CD deimantais dengti įrankiai nėra tinkami metalo matricos kompozitų apdirbimui, nes kietos kompozito dalelės gali per trumpą laiką susidėvėti per įrankio paviršiaus dangą.
TFD yra padengti be pagrindo deimantinę storą plėvelę, kurios storis iki 3-5 mm, tada storą plėvelę supjaustyti į mažus tam tikros formos gabalėlius pagal poreikius ir suvirinti ant cementuoto karbido, kad susidarytų sudėtinis peilis arba įrankis.
TFD pasižymi geromis visapusiškomis savybėmis, neturi natūralaus deimanto anizotropijos trūkumo, nes nėra metalo jungties, priemaišų kiekis yra mažas, o grynumas yra beveik 100 procentų, todėl kietumas ir šilumos laidumas yra didesni nei PCD. , trinties koeficientas yra mažesnis, cheminis Stabilumas yra geresnis, o metalinių matricų kompozitų savybės yra gana geros.
Rodomos įrankių nusidėvėjimo kreivės 40 procentų SiCP A356MMC su dviem deimantais, PCD ir TFD. Pjovimo sąlygos, naudojamos 2 paveiksle pavaizduotame bandyme, yra: pjovimo greitis 400 m/min, padavimo greitis 0,05 mm/r, atbulinio pjūvio kiekis (pjovimo gylis) 0,5 mm ir pjovimo skystis. Iš 2 paveikslo matyti, kad storosios plėvelės deimantinis TFD yra geriausias 40 procentų SiCP metalo matricos kompozitams apdoroti; PCD025 yra antras, o PCD002 turi mažiausią įrankio tarnavimo laiką. 1 lentelėje pateikti De Beers rekomenduojami pjovimo parametrai apdirbant metalo matricos kompozitus su polikristalinio deimantų klasės SYNDITE 025 įdėklais. Tyrimas rodo, kad didėjant pjovimo greičiui ir mažėjant pastūmai, apdirbamo paviršiaus šiurkštumo Ra reikšmė mažės, o atbulinio pjovimo įrankio kiekis reikšmingos įtakos Ra neturi. Todėl apdailinant pjovimo greitis turi būti didesnės reikšmės 1 lentelėje, o pastūmos greitis – mažesnę.
Metalo matricos kompozitų su deimantu apdirbimas gali būti sausas arba šlapias pjovimas. Tačiau dėl mažo deimanto šiluminio stabilumo jis bus karbonizuotas (ty grafituotas) esant 700-800 C laipsniui, o tai smarkiai sumažins įrankio tarnavimo laiką. Jei pjovimo skystis naudojamas šlapiam pjovimui, galima sumažinti pjovimo temperatūrą ir pailginti įrankio tarnavimo laiką. Tačiau prieš įrankiui pjaunant į ruošinį, pjovimo skystį reikia pilti tol, kol bus baigtas pjovimas. Pjovimo skystis turi būti tiekiamas nuolat, o ne su pertraukomis, nes priešingu atveju įrankis gali būti lengvai sugadintas arba įskilęs. Lygiai taip pat pjovimo metu reikia kiek įmanoma vengti stabdyti ar keisti pjovimo kiekį.