Cosa sono i superabrasivi?
Il termine superabrasivi è stato usato per descrivere nuove opzioni per utensili da taglio basati su un materiale di diamante policristallino (PCD) sviluppato dalla General Electric (GE) negli Stati Uniti negli anni '70. Questi composti molto duri e fragili rappresentavano un miglioramento degli strumenti di rettifica e taglio disponibili, sebbene richiedessero nuove tecniche per un uso corretto. I materiali sono così duri, solo le mole diamantate possono essere utilizzate per modellare gli utensili da taglio realizzati con questi composti.
Per un materiale lucidare un altro, il primo materiale deve essere più duro del secondo. La durezza è un valore semiquantitativo e si riferisce alla capacità complessiva di un materiale di evitare rotture durante l'applicazione della forza. La durezza è solitamente associata a robustezza in uso e lunga durata. I materiali utilizzati nelle parti critiche sono diventati più duri e più resistenti all'abrasione grazie allo sviluppo di miglioramenti nelle leghe metalliche e nelle strutture bimetalliche. Queste parti devono essere lavorate secondo le specifiche per soddisfare le tolleranze più elevate, la sola formatura è insufficiente.
Man mano che le parti metalliche diventavano più forti, venivano sviluppati materiali per utensili da taglio più duri, tra cui acciaio per utensili in carbonio, acciaio ad alta velocità e leghe da fusione. Sono stati anche impiegati materiali a base ceramica, come in carburi cementati e cermet. L'introduzione dei superabrasivi ha ampliato immensamente le opzioni disponibili per il produttore di utensili.
I superabrasivi GE PCD sono costituiti da uno strato diamantato, 3,3 × 10 -6 piedi o 1 × 10 -6 metri, legato a un substrato di metallo duro. Il PCD è un diamante sintetico composto da più cristalli. Durante la molatura, questi cristalli si staccano e lasciano bordi più nitidi per continuare la lucidatura. I bordi puliti della particella rotta eliminano più facilmente la superficie di macinazione, evitando di tappare la superficie. Questo attributo autopulente consente di azionare la mola a velocità più elevate, riduce il carico elettrico e produce meno calore.
Il nitruro di boro cubico policristallino (PCBN) è una classe simile di superabrasivi che sostituisce i cristalli di boro cubico con i cristalli di diamante. Il PCD viene utilizzato per applicazioni non ferrose, come alluminio e rame, e per materiali organici, quali materie plastiche, composti di gomma e legno. I materiali PCBN sono utilizzati per applicazioni ferrose, come la ghisa grigia. In entrambi i tipi di superabrasivi, anche i mezzi con i quali l'agente è legato al substrato sono importanti per le prestazioni. Un legame vetrificato sembra essere superiore ai legami metallo o resina in molte applicazioni, esibendo la finitura del bordo superiore degli agenti leganti metallo e il taglio aggressivo degli agenti resina.
Per utilizzare gli utensili da taglio superabrasivi, i produttori di utensili hanno dovuto apprendere nuove tecniche. Combinazioni precedentemente riuscite di velocità di avanzamento e velocità delle ruote non produrrebbero prodotti di qualità. Di conseguenza, la professione di rettifica ha sviluppato nuovi macchinari e processi per lavorare con i nuovi materiali.
Gli utensili da taglio PCD e PCBN possono essere essi stessi rettificati solo con materiali più duri. Le ruote diamantate da sole sono in grado di macinare i superabrasivi. Le ruote devono essere accuratamente specificate per quanto riguarda il tipo di diamante, la dimensione del cristallo e la friabilità per macinare in modo efficiente questi materiali super duri.