Polykrystallinske diamant- og karbidkompositskær (PCD/CC)
PCD/CC er den mest udbredte diamant til bearbejdning af metalmatrixkompositter. Det dannes ved at sintre eller presse et lag polykrystallinsk diamant-PCD med en tykkelse på {{0}}.5-1mm på overfladen af et cementeret hårdmetalsubstrat med god styrke og sejhed. Bøjningsstyrken af denne sammensatte klinge er stort set den samme som for hårdmetal, og hårdheden af arbejdsfladen er tæt på hårdheden af den solide polykrystallinske diamant PCD, og svejsbarheden er god, genslibningen er let, og prisen er lav. Et typisk polykrystallinsk diamant-wolframcarbid-skær er fladt eller pladelignende og derefter laserskåret til den ønskede form og størrelse af skæret. PCD/CC er normalt svejset eller maskinspændt, og er lavet til forskellige skæreværktøjer såsom drejning, boring, fræsning, stansning, oprømning, boring og savning. Ydeevnen for PCD/CC er relateret til størrelsen af diamantkorn. De Beers producerer PCD-skær i 002, 010 og 025 varianter med gennemsnitlige kornstørrelser på henholdsvis 2µm, 10µm og 25µm. Jo større kornstørrelse, jo højere aggregering af diamantvolumen, jo bedre slidstyrke og længere værktøjslevetid, men kvaliteten af skærkanten er lidt dårligere, hvilket gør det vanskeligt at lave et højpræcisionsværktøj. Tværtimod har finkornede værktøjer en stump radius af skærkanten (generelt 1-2 af PCD-værktøjer), og den bearbejdede overfladekvalitet er god. Derfor raffineres krystalkornene af polykrystallinsk kontinuerligt, og der er fine krystaller med 1 syre eller endda mindre end 0,5 syre. Til dette formål bør værktøjets levetid og kvaliteten af den bearbejdede overflade overvejes grundigt for at vælge den passende kvalitet af polykrystallinske diamant- og cementerede hårdmetalkompositskær.
CVD diamant
CVD-diamant er et rent diamantmateriale med høj slidstyrke, uden bindemidler, som fremstilles ved lavt tryk (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD dannes ved at afsætte et lag filmlignende diamant med en tykkelse på mindre end 50 µm (normalt 10~30 µm) sammensat af polykrystaller på et cementeret carbidsubstrat (almindeligvis kendt som K-type legering) ved CVD (kemisk dampaflejring) proces . Anvendelse har vist, at CD-diamantbelagte værktøjer ikke er egnede til bearbejdning af metalmatrixkompositter, fordi de hårde partikler i kompositten kan slides igennem belægningen på værktøjets overflade på kort tid.
TFD er at afsætte en substratløs diamant tyk film med en tykkelse på op til 3-5 mm og derefter skære den tykke film i små stykker af en bestemt form efter behov og derefter svejse den på hårdmetal til dannelse en komposit klinge eller værktøj.
TFD har god omfattende ydeevne, det har ikke ulempen ved anisotropi af naturlig diamant, fordi der ikke er nogen metalbinding, urenhedsindholdet er lavt, og renheden er tæt på 100 procent, så hårdheden og termisk ledningsevne er højere end PCD , friktionsfaktoren er mindre, kemisk Stabiliteten er bedre, og ydeevnen af metalmatrixkompositter er ret god.
Vist er værktøjsslidkurver for 40 procent SiCP A356MMC med to diamanter, PCD og TFD. De skærebetingelser, der anvendes i testen i figur 2, er: skærehastighed på 400m/min, tilspændingshastighed på 0,05 mm/r, tilbageskæringsmængde (skæredybde) på 0,5 mm og skærevæske. Det kan ses af figur 2, at tykfilm diamant TFD er den bedste til at behandle 40 procent SiCP metal matrix kompositter; PCD025 er den anden, og PCD002 har den laveste værktøjslevetid. Tabel 1 viser skæreparametrene anbefalet af De Beers til bearbejdning af metalmatrixkompositter med polykrystallinsk diamantkvalitet SYNDITE 025 skær. Forskningen viser, at med stigningen af skærehastigheden og faldet i tilspændingshastigheden, vil værdien Ra for bearbejdet overfladeruhed falde, mens mængden af tilbageskærende værktøj ikke har nogen signifikant effekt på Ra. Derfor bør skærehastigheden ved efterbehandling tage den største værdi i tabel 1, og tilspændingshastigheden bør tage den mindre værdi.
Bearbejdning af metalmatrixkompositter med diamant kan være tørskæring eller vådskæring. Men på grund af diamantens lave termiske stabilitet vil den blive carboniseret (dvs. grafitiseret) ved 700-800 grader C, hvilket vil reducere værktøjets levetid drastisk. Hvis skærevæsken anvendes til vådskæring, kan skæretemperaturen reduceres, og værktøjets levetid kan øges. Men før værktøjet skærer ind i emnet, skal skærevæsken hældes, indtil skæringen er færdig. Skærevæsken skal tilføres kontinuerligt, ikke intermitterende, ellers vil det let medføre, at værktøjet bliver beskadiget eller skåret. På samme måde er det under skæringsprocessen nødvendigt at undgå at standse eller ændre skæremængden så meget som muligt.