เม็ดมีดคอมโพสิตเพชรและคาร์ไบด์โพลีคริสตัลไลน์ (PCD/CC)
PCD/CC เป็นเพชรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการตัดเฉือนวัสดุผสมเมทริกซ์โลหะ เกิดขึ้นจากการเผาหรือการกดชั้นของ PCD เพชรโพลีคริสตัลไลน์ที่มีความหนา {{0}}.5-1มม. บนพื้นผิวของซับสเตรตคาร์ไบด์ซีเมนต์ที่มีความแข็งแรงและความเหนียวดี แรงดัดของใบมีดคอมโพสิตนี้โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับซีเมนต์คาร์ไบด์ และความแข็งของพื้นผิวการทำงานใกล้เคียงกับความแข็งของเพชรโพลีคริสตัลไลน์แข็ง PCD และความสามารถในการเชื่อมนั้นดี การลับคมทำได้ง่ายและต้นทุนคือ ต่ำ. เม็ดมีดทังสเตนคาร์ไบด์เพชรโพลีคริสตัลไลน์โดยทั่วไปจะมีลักษณะแบนหรือคล้ายแผ่น จากนั้นจึงตัดด้วยเลเซอร์ตามรูปร่างและขนาดของเม็ดมีดที่ต้องการ PCD/CC มักจะเชื่อมหรือจับยึดด้วยเครื่องจักร และทำเป็นเครื่องมือตัดต่างๆ เช่น การกลึง การเจาะ การกัด การเจาะ การรีม การคว้าน และการเลื่อย ประสิทธิภาพของ PCD/CC นั้นสัมพันธ์กับขนาดของเม็ดเพชร De Beers ผลิตเม็ดมีด PCD ในพันธุ์ 002, 010 และ 025 โดยมีขนาดเม็ดเฉลี่ย 2µm, 10µm และ 25µm ตามลำดับ ขนาดเกรนที่ใหญ่ขึ้น การรวมตัวของปริมาตรเพชรก็จะยิ่งมากขึ้น ความต้านทานการสึกหรอและอายุการใช้งานเครื่องมือก็จะยิ่งดีขึ้น แต่คุณภาพของคมตัดจะแย่ลงเล็กน้อย ทำให้ยากต่อการสร้างเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง ในทางตรงกันข้าม เครื่องมือที่มีเนื้อละเอียดจะมีรัศมีความทู่ของคมตัด (โดยทั่วไปคือ 1-2 ของเครื่องมือ PCD) และคุณภาพของพื้นผิวที่ตัดเฉือนนั้นดี ดังนั้น เม็ดคริสตัลของโพลีคริสตัลไลน์จึงได้รับการขัดเกลาอย่างต่อเนื่อง และมีผลึกละเอียดที่มีกรด 1 กรด หรือแม้แต่น้อยกว่า 0.5 กรด ด้วยเหตุนี้ จึงควรพิจารณาอายุการใช้งานของเครื่องมือและคุณภาพของพื้นผิวการตัดเฉือนอย่างถี่ถ้วน เพื่อเลือกเกรดที่เหมาะสมของเม็ดมีดคอมโพสิตคาร์ไบด์และเพชรโพลีคริสตัลไลน์
เพชรซีวีดี
เพชร CVD เป็นวัสดุเพชรบริสุทธิ์ที่มีความทนทานต่อการสึกหรอสูง ปราศจากสารยึดเกาะ ซึ่งเตรียมที่ความดันต่ำ (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
CD เกิดขึ้นจากการทับถมชั้นของเพชรที่มีลักษณะคล้ายฟิล์มที่มีความหนาน้อยกว่า 50µm (ปกติคือ 10~30µm) ที่ประกอบด้วยผลึกโพลีคริสตัลบนพื้นผิวซีเมนต์คาร์ไบด์ (ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นโลหะผสมชนิด K) โดยกระบวนการ CVD (การสะสมไอเคมี) . การใช้งานแสดงให้เห็นว่าเครื่องมือเคลือบเพชร CD ไม่เหมาะสำหรับการตัดเฉือนวัสดุผสมเมทริกซ์โลหะ เนื่องจากอนุภาคแข็งในวัสดุผสมสามารถสึกกร่อนผ่านชั้นเคลือบบนพื้นผิวของเครื่องมือได้ในเวลาอันสั้น
TFD คือการติดฟิล์มหนาแบบเพชรที่ไม่มีซับสเตรตซึ่งมีความหนาสูงสุด 3-5มม. แล้วตัดฟิล์มหนาออกเป็นชิ้นเล็กๆ ตามรูปร่างที่ต้องการ จากนั้นเชื่อมเข้ากับซีเมนต์คาร์ไบด์เพื่อขึ้นรูป ใบมีดหรือเครื่องมือประกอบ
TFD มีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมดี ไม่มีข้อเสียของ anisotropy ของเพชรธรรมชาติ เนื่องจากไม่มีพันธะโลหะ เนื้อหาสิ่งเจือปนต่ำ และความบริสุทธิ์เกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นความแข็งและการนำความร้อนจึงสูงกว่า PCD , ปัจจัยแรงเสียดทานมีขนาดเล็ก , สารเคมีความเสถียรจะดีกว่า และประสิทธิภาพของวัสดุผสมเมทริกซ์โลหะค่อนข้างดี
แสดงเป็นเส้นโค้งการสึกหรอของเครื่องมือสำหรับ SiCP A356MMC 40 เปอร์เซ็นต์ด้วยเพชรสองเม็ด, PCD และ TFD เงื่อนไขการตัดที่ใช้ในการทดสอบในรูปที่ 2 คือ: ความเร็วตัด 400 ม./นาที อัตราการป้อน 0.05 มม./รอบ ปริมาณการกลับตัด (ความลึกของการตัด) 0.5 มม. และของไหลตัด จะเห็นได้จากรูปที่ 2 ว่า TFD เพชรที่มีฟิล์มหนานั้นดีที่สุดสำหรับการประมวลผลคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะ SiCP 40 เปอร์เซ็นต์; PCD025 เป็นรุ่นที่สอง และ PCD002 มีอายุการใช้งานต่ำสุด ตารางที่ 1 แสดงพารามิเตอร์การตัดที่แนะนำโดย De Beers สำหรับการตัดเฉือนวัสดุผสมเมทริกซ์โลหะด้วยเม็ดมีดเกรดเพชรโพลีคริสตัลไลน์ SYNDITE 025 การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อเพิ่มความเร็วตัดและอัตราป้อนงานลดลง ค่า Ra ของความหยาบผิวของเครื่องจักรจะลดลง ในขณะที่ปริมาณของเครื่องมือตัดย้อนไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อ Ra ดังนั้น เมื่อเก็บผิวละเอียด ความเร็วตัดควรใช้ค่าที่มากกว่าในตารางที่ 1 และอัตราป้อนงานควรใช้ค่าที่น้อยกว่า
การตัดเฉือนวัสดุผสมเมทริกซ์โลหะด้วยเพชรสามารถตัดแบบแห้งหรือแบบเปียก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความเสถียรทางความร้อนต่ำของเพชร เพชรจะถูกทำให้เป็นคาร์บอน (เช่น แกรไฟต์) ที่ 700-800 องศา C ซึ่งจะลดอายุการใช้งานของเครื่องมือลงอย่างมาก หากใช้น้ำมันตัดกลึงในการตัดแบบเปียก อุณหภูมิในการตัดจะลดลงและยืดอายุเครื่องมือได้ อย่างไรก็ตาม ก่อนที่เครื่องมือจะตัดเข้าไปในชิ้นงาน ควรเทน้ำมันตัดกลึงจนกระทั่งการตัดเสร็จสิ้น ต้องจ่ายน้ำมันตัดกลึงอย่างต่อเนื่อง ไม่ขาดช่วง มิฉะนั้นจะทำให้เครื่องมือเสียหายหรือบิ่นได้ง่าย ในทำนองเดียวกัน ในระหว่างกระบวนการตัด จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการหยุดหรือเปลี่ยนปริมาณการตัดให้มากที่สุด