¿Qué son los superabrasivos?
El término superabrasivos se usó para describir nuevas opciones para herramientas de corte basadas en un material de diamante policristalino (PCD) desarrollado por la Compañía General Electric (GE) en los Estados Unidos en la década de 1970. Estos compuestos muy duros y frágiles fueron una mejora en las herramientas de molienda y corte disponibles, aunque requerían nuevas técnicas para un uso adecuado. Los materiales son tan duros que solo se pueden usar discos de corte de diamante para dar forma a las herramientas de corte hechas de estos compuestos.
Para que un material pule a otro, el primer material debe ser más duro que el segundo. La dureza es un valor semicuantitativo y se refiere a la capacidad general de un material para evitar la rotura tras la aplicación de la fuerza. La dureza generalmente se asocia con robustez en el uso y larga vida. Los materiales utilizados en las partes críticas se han vuelto más duros y más resistentes a la abrasión a medida que se han desarrollado mejoras en las aleaciones metálicas y las estructuras bimetálicas. Estas piezas deben mecanizarse según las especificaciones para cumplir con las tolerancias más altas, la formación por sí sola es insuficiente.
A medida que las piezas metálicas se fortalecieron, se desarrollaron materiales más duros para herramientas de corte, incluidos acero para herramientas al carbono, acero de alta velocidad y aleaciones de fundición. También se emplearon materiales a base de cerámica, como en carburos cementados y cermets. La introducción de superabrasivos amplió enormemente las opciones disponibles para el fabricante de herramientas.
Los superabrasivos PCD de GE consisten en una capa de diamante del tamaño de micras (3.3 × 10-6 pies o 1 × 10-6 metros) unida a un sustrato de carburo. El PCD es un diamante sintético que consta de múltiples cristales. Durante la molienda, estos cristales se desprenden y dejan bordes más afilados para continuar el pulido. Los bordes limpios de la partícula rota limpian la superficie de molienda más fácilmente, evitando tapar la superficie. Este atributo de autolimpieza permite que la muela se opere a velocidades más altas, reduce la carga eléctrica y produce menos calor.
El nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN) es una clase similar de superabrasivos que sustituye los cristales de diamante por cristales de boro cúbico. PCD se utiliza para aplicaciones no ferrosas, como aluminio y cobre, y para materiales orgánicos, como plásticos, compuestos de caucho y madera. Los materiales PCBN se utilizan para aplicaciones ferrosas, como el hierro fundido gris. En ambos tipos de superabrasivos, el medio por el cual el agente se une al sustrato también es importante para el rendimiento. Un enlace vitrificado parece ser superior a los enlaces de metal o resina en muchas aplicaciones, exhibiendo el acabado de borde superior de los agentes unidos de metal y el corte agresivo de los agentes de resina.
Para utilizar las herramientas de corte superabrasivas, los fabricantes de herramientas tuvieron que aprender nuevas técnicas. Las combinaciones anteriormente exitosas de velocidades de avance y velocidades de las ruedas no producirían productos de calidad. Como resultado, la profesión de molienda ha desarrollado nueva maquinaria y procesos para trabajar con los nuevos materiales.
Las herramientas de corte PCD y PCBN solo se pueden moler con materiales más duros. Las ruedas de diamante solas pueden moler los superabrasivos. Las ruedas deben especificarse cuidadosamente en cuanto a tipo de diamante, tamaño de cristal y friabilidad para moler eficientemente estos materiales súper duros.