Hvad er Superabrasives?
Udtrykket superabrasives blev brugt til at beskrive nye muligheder for skæreværktøjer baseret på et polykrystallinsk diamant (PCD) materiale udviklet af General Electric (GE) Company i USA i 1970'erne. Disse meget hårde, sprøde forbindelser var en forbedring af de tilgængelige slibnings- og skæreværktøjer, skønt de krævede nye teknikker til korrekt anvendelse. Materialerne er så hårde, at kun diamantskærehjul kan bruges til at forme skæreværktøjet fremstillet af disse forbindelser.
For at et materiale skal polere et andet, skal det første materiale være hårdere end det andet. Hårdhed er en semi-kvantitativ værdi og henviser til det samlede evne hos et materiale til at undgå brud ved anvendelse af kraft. Hårdhed er normalt forbundet med robusthed i brug og lang levetid. De anvendte materialer i kritiske dele er blevet hårdere og mere slidbestandigt, da forbedringer i metallegeringer og bimetalliske strukturer er blevet udviklet. Disse dele skal bearbejdes til specifikation for at imødekomme de højeste tolerancer, idet formningen alene er utilstrækkelig.
Efterhånden som metaldele blev stærkere, blev hårdere skæreværktøjsmaterialer udviklet, herunder kulstofværktøjsstål, højhastighedsstål og støbt legeringer. Keramiske baserede materialer, som i cementerede karbider og cermeter, blev også anvendt. Introduktionen af superfabrikanter udvidede mulighederne for værktøjsproducenten enormt.
GE PCD-superfabrikanter består af et mikronstørrelse - 3,3 × 10-6 fod eller 1 × 10 -6 meter - diamantlag bundet til et karbidsubstrat. PCD er en syntetisk diamant bestående af flere krystaller. Under slibning bryder disse krystaller af og efterlader mere skarpe kanter for at fortsætte poleringen. De rene kanter på den brudte partikel rydder slibefladen lettere og undgår at sætte overfladen i. Denne selvrensende egenskab gør det muligt for slibehjulet at betjenes ved højere hastigheder, reducerer den elektriske belastning og producerer mindre varme.
Det polykrystallinske kubiske bornitrid (PCBN) er en lignende klasse af superbrændingsstoffer, der erstatter kubiske borkrystaller med diamantkrystaller. PCD bruges til ikke-jernholdige applikationer, såsom aluminium og kobber, og til organiske materialer, såsom plast, gummiblandinger og træ. PCBN-materialer bruges til jernholdige applikationer, såsom grå støbejern. I begge typer superabrasives er det middel, hvormed midlet er bundet til underlaget, også vigtigt for ydelsen. En forglaset binding synes at være overlegen i forhold til metal- eller harpiksbindinger i mange anvendelser og udviser den overlegne kantfinish af de metalbundne midler og den aggressive skæring af harpiksmidlet.
For at bruge skæreværktøjene til superfabrikanter, måtte nye teknikker læres af værktøjsmaskiner. Tidligere vellykkede kombinationer af foderhastigheder og hjulhastigheder ville ikke producere kvalitetsprodukter. Som et resultat har slibeprofessionen udviklet nye maskiner og processer til at arbejde med de nye materialer.
PCD- og PCBN-skæreværktøjer kan kun selv jordes af hårdere materialer. Diamanthjul alene er i stand til at slibe superabrasiven. Hjulene skal specificeres omhyggeligt med hensyn til diamanttype, krystalstørrelse og sprødhed for effektivt at slibe disse superharde materialer.