Co jsou superabraziva?
Termín superabraziva byl použit k popisu nových možností řezných nástrojů založených na materiálu z polykrystalického diamantu (PCD) vyvinutého společností General Electric (GE) v USA v 70. letech 20. století. Tyto velmi tvrdé, křehké směsi byly zlepšením dostupných nástrojů pro broušení a řezání, i když pro správné použití vyžadovaly nové techniky. Materiály jsou tak tvrdé, pro tvarování řezných nástrojů vyrobených z těchto směsí lze použít pouze diamantové řezné kotouče.
Aby jeden materiál leštil jiný, musí být první materiál tvrdší než druhý. Tvrdost je semikvantitativní hodnota a vztahuje se na celkovou schopnost materiálu zabránit lomu při použití síly. Tvrdost je obvykle spojena s odolností při používání a dlouhou životností. Materiály používané v kritických částech rostly tvrději a byly odolnější vůči otěru, protože byla vyvinuta vylepšení kovových slitin a bimetalických struktur. Tyto díly musí být zpracovány podle specifikace, aby splňovaly nejvyšší tolerance, samotné tvarování je nedostatečné.
S tím, jak kovové části zesílily, byly vyvinuty tvrdší materiály řezných nástrojů, včetně uhlíkové nástrojové oceli, vysokorychlostní oceli a slitin litiny. Byly také použity materiály na bázi keramiky, jako v cementovaných karbidech a cermetech. Zavedení superabrazivů značně rozšířilo možnosti dostupné výrobci nástrojů.
Superabraziva GE PCD se skládají z mikronové velikosti 3,3 x 10-6 stop nebo 1 × 10 -6 metrů - diamantové vrstvy spojené s karbidovým substrátem. PCD je syntetický diamant sestávající z více krystalů. Během broušení se tyto krystaly odlamují a zanechávají ostřejší hrany, aby pokračovaly v leštění. Čisté okraje zlomené částice čistí brusný povrch snadněji, čímž se zabrání ucpání povrchu. Tento atribut samočinného čištění umožňuje provoz brusného kotouče při vyšších rychlostech, snižuje elektrické zatížení a produkuje méně tepla.
Polykrystalický kubický nitrid boru (PCBN) je podobná třída superabraziv, která nahrazuje diamantové krystaly kubických krystalů bóru. PCD se používá pro neželezné aplikace, jako je hliník a měď, a pro organické materiály, jako jsou plasty, směsi gumy a dřevo. Materiály PCBN se používají pro železné aplikace, jako je šedá litina. V obou typech superabraziv jsou prostředky, kterými je činidlo navázáno na substrát, také důležité pro výkon. Vitrifikovaná vazba se zdá být lepší než vazby kovů nebo pryskyřic v mnoha aplikacích, vykazující dokonalou hranu povrchově vázaných činidel a agresivního řezání pryskyřičných činidel.
Aby bylo možné používat řezné nástroje superabraziva, museli se výrobci nástrojů naučit nové techniky. Dříve úspěšné kombinace rychlosti posuvu a rychlosti kola by nevytvořily kvalitní výrobky. Výsledkem je, že brusírenská profese vyvinula nové stroje a procesy pro práci s novými materiály.
Řezné nástroje PCD a PCBN mohou být broušeny pouze tvrdšími materiály. Pouze diamantová kola jsou schopna brousit superabraziva. Kola musí být pečlivě specifikována, pokud jde o typ diamantu, velikost krystalu a drobivost, aby se tyto super tvrdé materiály účinně rozdrvily.