Umjetni monokristalni dijamant se postepeno razvijao nakon 1950-ih.Sintetizira se iz grafita kao sirovine, dodaje se katalizatorom i podvrgava se visokoj temperaturi i ultra-visokom pritisku.Umjetni polikristalni dijamant (PCD) je polikristalni materijal nastao polimerizacijom dijamantskog praha korištenjem metalnih veziva kao što su Co, Ni, itd. Umjetni polikristalni dijamant je posebna vrsta proizvoda metalurgije praha, koja se oslanja na neke metode i sredstva konvencionalnog praha metalurgija u načinu proizvodnje.
Tokom procesa sinterovanja, zbog dodavanja aditiva, vezni most koji se sastoji uglavnom od Co, Mo, W, WC i Ni formira se između PCD kristala, a dijamanti su čvrsto ugrađeni u čvrsti okvir formiran od strane veznog mosta.Funkcija metalnog veziva je da čvrsto drži dijamant i u potpunosti iskoristi njegovu efikasnost rezanja.Osim toga, zbog slobodne distribucije zrna u različitim smjerovima, pukotine se teško šire od jednog zrna do drugog, što uvelike poboljšava čvrstoću i žilavost PCD-a.
U ovom broju ćemo ukratko sumirati neke od karakteristikaPCD umetak.
1. Ultra visoka tvrdoća i otpornost na habanje: materijali bez premca u prirodi imaju tvrdoću do 10000HV, a njihova otpornost na habanje je skoro sto puta veća od tvrdoće umetka od karbida;
2. Tvrdoća, otpornost na habanje, mikročvrstoća, poteškoće pri mljevenju i koeficijent trenja između anizotropnih monokristalnih kristala dijamanata i materijala radnog komada uvelike variraju u različitim kristalnim ravninama i orijentacijama.Stoga je pri projektovanju i proizvodnji monokristalnih dijamantskih alata potrebno pravilno odabrati smjer kristala, a za dijamantske sirovine mora se izvršiti kristalna orijentacija.Odabir prednje i stražnje površine rezanja PCD reznih alata je važno pitanje u dizajniranju monokristalnih PCD alata za strug;
3. Nizak koeficijent trenja: Dijamantski umetci imaju niži koeficijent trenja pri obradi nekih materijala od obojenih metala u poređenju sa drugim umetcima, koji je oko polovina od karbida, obično oko 0,2.
4. PCD rezna ivica je vrlo oštra, a tupi radijus rezne ivice općenito može doseći 0,1-0,5 um.A prirodni monokristalni dijamantski alati mogu se koristiti u rasponu od 0,002-0,005 um.Stoga prirodni dijamantski alati mogu izvoditi ultra-tanko sečenje i ultra-preciznu obradu.
5. Koeficijent toplinskog širenja dijamanta sa nižim koeficijentom toplinskog širenja manji je od cementiranog karbida, oko 1/10 od brzoreznog čelika.Stoga dijamantski rezni alati ne proizvode značajnu termičku deformaciju, što znači da je promjena veličine alata uzrokovana toplinom rezanja minimalna, što je posebno važno za preciznu i ultra preciznu obradu sa visokim zahtjevima za preciznošću dimenzija.
Primjena dijamantskih reznih alata
PCD umetakuglavnom se koristi za brzo rezanje/bušenje/glodanje obojenih metala i materijala od obojenih metala, pogodan za obradu različitih nemetalnih materijala otpornih na habanje kao što su staklena vlakna i keramički materijali;Razni obojeni metali: aluminijum, titanijum, silicijum, magnezijum itd., kao i razni procesi završne obrade obojenih metala;
Nedostaci: loša termička stabilnost.Iako je to rezni alat najveće tvrdoće, njegovo ograničeno stanje je ispod 700 ℃.Kada temperatura rezanja prijeđe 700 ℃, izgubit će svoju originalnu ultra-visoku tvrdoću.Zbog toga dijamantski alati nisu prikladni za obradu crnih metala.Zbog loše hemijske stabilnosti dijamanata, ugljični element u dijamantima će stupiti u interakciju s atomima željeza na visokim temperaturama, te će se pretvoriti u grafitnu strukturu, uvelike povećavajući oštećenje alata.
Vrijeme objave: 17.05.2023