Wat zijn superabrasieven?
De term superabrasives werd gebruikt om nieuwe opties voor snijgereedschappen te beschrijven op basis van een polykristallijn diamant (PCD) materiaal ontwikkeld door de General Electric (GE) Company in de VS in de jaren 1970. Deze zeer harde, broze verbindingen waren een verbetering van de beschikbare slijp- en snijgereedschappen, hoewel ze nieuwe technieken nodig hadden voor correct gebruik. De materialen zijn zo hard dat alleen diamantslijpschijven kunnen worden gebruikt om het snijgereedschap van deze verbindingen te vormen.
Om het ene materiaal een ander te polijsten, moet het eerste materiaal harder zijn dan het tweede. Hardheid is een semi-kwantitatieve waarde en verwijst naar het algemene vermogen van een materiaal om breuk bij het uitoefenen van kracht te voorkomen. Hardheid wordt meestal geassocieerd met robuustheid in gebruik en een lange levensduur. De materialen die in kritische delen worden gebruikt, zijn harder en slijtvaster geworden naarmate verbeteringen in metaallegeringen en bimetaalstructuren zijn ontwikkeld. Deze onderdelen moeten volgens specificatie worden bewerkt om aan de hoogste toleranties te voldoen, alleen vormen is onvoldoende.
Naarmate metalen onderdelen sterker werden, werden hardere materialen voor snijgereedschappen ontwikkeld, waaronder koolstofgereedschapstaal, hogesnelheidstaal en gietlegeringen. Materialen op keramische basis, zoals in gecementeerde carbiden en cermets, werden ook gebruikt. De introductie van superschuurmiddelen heeft de beschikbare opties voor de gereedschapmaker enorm verbreed.
De GE PCD-superabrasieven bestaan uit een diamantlaag van 3,3 x 10-6 voet of 1 x 10-6 meter, gebonden aan een hardmetaalsubstraat. De PCD is een synthetische diamant die bestaat uit meerdere kristallen. Tijdens het slijpen breken deze kristallen af en laten ze scherpere randen achter om door te polijsten. De schone randen van het gebroken deeltje verwijderen het slijpoppervlak gemakkelijker, waardoor verstopping van het oppervlak wordt vermeden. Met dit zelfreinigende kenmerk kan het slijpwiel op hogere snelheden worden gebruikt, vermindert de elektrische belasting en produceert het minder warmte.
Het polykristallijne kubische boornitride (PCBN) is een vergelijkbare klasse superabrasieven die de diamanten kristallen vervangt door kubieke boorkristallen. PCD wordt gebruikt voor non-ferro-toepassingen, zoals aluminium en koper, en voor organische materialen, zoals kunststoffen, rubberverbindingen en hout. PCBN-materialen worden gebruikt voor ferro-toepassingen, zoals grijs gietijzer. In beide soorten superabrasieven is het middel waarmee het middel aan het substraat wordt gebonden ook belangrijk voor de prestaties. Een verglaasde binding lijkt superieur te zijn aan metaal- of harsbindingen in vele toepassingen, met de superieure randafwerking van de metaalgebonden middelen en het agressieve snijden van de harsmiddelen.
Om de superabrasieven snijgereedschappen te gebruiken, moesten gereedschapmakers nieuwe technieken leren. Voorheen succesvolle combinaties van voedingssnelheden en wielsnelheden zouden geen kwaliteitsproducten produceren. Als gevolg hiervan heeft het slijpvak nieuwe machines en processen ontwikkeld om met de nieuwe materialen te werken.
PCD- en PCBN-snijgereedschappen kunnen zelf alleen worden geslepen door hardere materialen. Alleen diamantwielen kunnen de superabrasieven slijpen. De wielen moeten zorgvuldig worden gespecificeerd met betrekking tot diamanttype, kristalgrootte en brosheid om deze superharde materialen efficiënt te slijpen.