Umjetni monokristalni dijamant postupno se razvijao nakon 1950-ih.Sintetizira se iz grafita kao sirovine, dodaje mu se katalizator i podvrgava se visokoj temperaturi i ultravisokom tlaku.Umjetni polikristalni dijamant (PCD) je polikristalni materijal nastao polimerizacijom dijamantnog praha pomoću metalnih veziva kao što su Co, Ni itd. Umjetni polikristalni dijamant je posebna vrsta proizvoda metalurgije praha, koji se oslanja na neke metode i sredstva konvencionalnog praha metalurgija u načinu proizvodnje.
Tijekom procesa sinteriranja, zbog dodavanja aditiva, između PCD kristala formira se vezni most sastavljen uglavnom od Co, Mo, W, WC i Ni, a dijamanti su čvrsto ugrađeni u čvrsti okvir koji tvori vezni most.Funkcija metalnog veziva je da čvrsto drži dijamant i u potpunosti iskoristi njegovu učinkovitost rezanja.Osim toga, zbog slobodne distribucije zrna u različitim smjerovima, teško je da se pukotine šire od jednog zrna do drugog, što uvelike poboljšava čvrstoću i žilavost PCD-a.
U ovom broju ćemo ukratko sažeti neke od karakteristikaPCD umetak.
1. Ultra visoka tvrdoća i otpornost na habanje: bez premca u prirodi, materijali imaju tvrdoću do 10000HV, a njihova otpornost na habanje je gotovo sto puta veća od karbidnog umetka;
2. Tvrdoća, otpornost na habanje, mikročvrstoća, poteškoće u brušenju i koeficijent trenja između anizotropnih monokristalnih dijamantnih kristala i materijala obratka uvelike variraju u različitim kristalnim ravninama i orijentacijama.Stoga je pri projektiranju i proizvodnji monokristalnih dijamantnih alata potrebno pravilno odabrati smjer kristala, a za dijamantne sirovine potrebno je izvršiti orijentaciju kristala.Odabir prednje i stražnje rezne površine PCD alata za rezanje važno je pitanje u projektiranju monokristalnih PCD alata za tokarilice;
3. Niski koeficijent trenja: Dijamantni umetci imaju niži koeficijent trenja pri obradi nekih materijala od obojenih metala u usporedbi s drugim umetcima, što je otprilike polovica onoga kod karbida, obično oko 0,2.
4. PCD rezni rub je vrlo oštar, a tupi radijus reznog ruba općenito može doseći 0,1-0,5 um.I prirodni monokristalni dijamantni alati mogu se koristiti u rasponu od 0,002-0,005 um.Stoga, prirodni dijamantni alati mogu izvesti ultratanko rezanje i ultrapreciznu obradu.
5. Koeficijent toplinske ekspanzije dijamanta s nižim koeficijentom toplinske ekspanzije manji je od koeficijenta cementnog karbida, oko 1/10 onoga kod brzoreznog čelika.Stoga dijamantni alati za rezanje ne proizvode značajnu toplinsku deformaciju, što znači da je promjena veličine alata uzrokovana toplinom rezanja minimalna, što je osobito važno za preciznu i ultrapreciznu obradu s visokim zahtjevima za preciznošću dimenzija.
Primjena dijamantnog reznog alata
PCD umetakuglavnom se koristi za brzo rezanje/bušenje/glodanje obojenih metala i materijala od obojenih metala, pogodno za obradu raznih nemetalnih materijala otpornih na habanje kao što su staklena vlakna i keramički materijali;Razni obojeni metali: aluminij, titan, silicij, magnezij itd., kao i različiti postupci dorade obojenih metala;
Nedostaci: slaba toplinska stabilnost.Iako je to alat za rezanje s najvećom tvrdoćom, njegovo ograničeno stanje je ispod 700 ℃.Kada temperatura rezanja prijeđe 700 ℃, izgubit će svoju izvornu ultra-visoku tvrdoću.Zbog toga dijamantni alati nisu prikladni za obradu željeznih metala.Zbog slabe kemijske stabilnosti dijamanata, element ugljika u dijamantima stupit će u interakciju s atomima željeza na visokim temperaturama, te će se pretvoriti u grafitnu strukturu, uvelike povećavajući oštećenje alata.
Vrijeme objave: 17. svibnja 2023