Que sont les superabrasifs?
Le terme superabrasifs a été utilisé pour décrire de nouvelles options pour les outils de coupe à base de diamant polycristallin (PCD) développé par la société General Electric (GE) aux États-Unis dans les années 1970. Ces composés très durs et fragiles constituaient une amélioration des outils de meulage et de coupe disponibles, même s'ils nécessitaient de nouvelles techniques pour un bon usage. Les matériaux sont si durs que seules des molettes diamantées peuvent être utilisées pour façonner les outils de coupe fabriqués à partir de ces composés.
Pour qu'un matériau en polisse un autre, le premier doit être plus dur que le second. La dureté est une valeur semi-quantitative et fait référence à la capacité globale d'un matériau à éviter la rupture lors de l'application de la force. La dureté est généralement associée à une robustesse d'utilisation et à une longue durée de vie. Les matériaux utilisés dans les pièces critiques sont devenus plus durs et plus résistants à l’abrasion grâce aux améliorations apportées aux alliages métalliques et aux structures bimétalliques. Ces pièces doivent être usinées conformément aux spécifications afin de respecter les tolérances les plus élevées. La mise en forme, à elle seule, est insuffisante.
Au fur et à mesure que les pièces métalliques sont devenues plus solides, des outils de coupe plus durs ont été développés, tels que l'acier à outils au carbone, l'acier rapide et les alliages moulés. Des matériaux à base de céramique, comme dans les carbures cémentés et les cermets, ont également été utilisés. L’introduction des superabrasifs a considérablement élargi les possibilités du fabricant d’outils.
Les superabrasifs GE PCD consistent en une couche de diamant de 3,3 x 10 -6 pieds ou 1 × 10 -6 mètres de diamètre, liée au micron, sur un substrat de carbure. Le PCD est un diamant synthétique composé de plusieurs cristaux. Lors du broyage, ces cristaux se détachent et laissent des arêtes plus vives pour continuer le polissage. Les bords propres de la particule brisée éliminent plus facilement la surface de broyage en évitant de boucher la surface. Cet attribut auto-nettoyant permet à la meule de fonctionner à des vitesses plus élevées, réduit la charge électrique et produit moins de chaleur.
Le nitrure de bore cubique polycristallin (PCBN) est une classe similaire de superabrasifs qui substituent les cristaux de bore aux cristaux de bore cubiques. Le PCD est utilisé pour des applications non ferreuses, telles que l'aluminium et le cuivre, et pour des matériaux organiques, tels que les plastiques, les composés de caoutchouc et le bois. Les matériaux PCBN sont utilisés pour des applications ferreuses, telles que la fonte grise. Dans les deux types de superabrasifs, le moyen par lequel l'agent est lié au substrat est également important pour la performance. Une liaison vitrifiée semble être supérieure aux liaisons métalliques ou à la résine dans de nombreuses applications, présentant le fini des arêtes supérieur des agents liés au métal et la coupe agressive des agents à base de résine.
Pour utiliser les outils de coupe superabrasifs, de nouvelles techniques devaient être apprises par les outilleurs. Des combinaisons auparavant réussies de taux d’alimentation et de vitesses de roue ne permettaient pas de produire des produits de qualité. En conséquence, la profession de rectifieuse a développé de nouvelles machines et de nouveaux procédés pour travailler avec les nouveaux matériaux.
Les outils de coupe PCD et PCBN ne peuvent eux-mêmes être rectifiés que par des matériaux plus durs. Les roues diamantées sont seules capables de broyer les superabrasifs. Les meules doivent être soigneusement spécifiées quant au type de diamant, à la taille du cristal et à la friabilité afin de moudre efficacement ces matériaux extrêmement durs.