O que são superabrasivos?
O termo superabrasivo foi usado para descrever novas opções para ferramentas de corte baseadas em um material de diamante policristalino (PCD) desenvolvido pela General Electric (GE) Company nos EUA na década de 1970. Esses compostos muito duros e quebradiços foram uma melhoria nas ferramentas de retificação e corte disponíveis, embora exigissem novas técnicas para o uso adequado. Os materiais são tão duros que apenas as rodas de corte com diamante podem ser usadas para modelar as ferramentas de corte feitas com esses compostos.
Para um material polir outro, o primeiro deve ser mais duro que o segundo. A dureza é um valor semi-quantitativo e refere-se à capacidade geral de um material para evitar quebras após a aplicação da força. A dureza é geralmente associada à robustez no uso e vida útil longa. Os materiais utilizados nas peças críticas tornaram-se mais difíceis e mais resistentes à abrasão à medida que melhorias nas ligas metálicas e estruturas bimetálicas foram desenvolvidas. Essas peças devem ser usinadas de acordo com as especificações para atender às mais altas tolerâncias, a formação por si só é insuficiente.
À medida que as peças metálicas se tornaram mais fortes, foram desenvolvidos materiais mais duros para ferramentas de corte, incluindo aço carbono para ferramentas, aço de alta velocidade e ligas fundidas. Materiais à base de cerâmica, como em carbonetos cimentados e cermets, também foram empregados. A introdução de superabrasivos ampliou imensamente as opções disponíveis para o fabricante de ferramentas.
Os superabrasivos GE PCD consistem em uma camada de diamante do tamanho de um mícron - 3,3 × 10 -6 pés ou 1 × 10 -6 metros - ligada a um substrato de carboneto. O PCD é um diamante sintético que consiste em vários cristais. Durante a moagem, esses cristais se quebram e deixam bordas mais afiadas para continuar o polimento. As bordas limpas da partícula quebrada limpam a superfície de moagem mais rapidamente, evitando entupir a superfície. Esse atributo de autolimpante permite que o rebolo seja operado em velocidades mais altas, reduz a carga elétrica e produz menos calor.
O nitreto de boro cúbico policristalino (PCBN) é uma classe similar de superabrasivos que substitui os cristais de diamante pelos cristais de boro cúbico. O PCD é usado para aplicações não ferrosas, como alumínio e cobre, e para materiais orgânicos, como plásticos, compostos de borracha e madeira. Os materiais PCBN são usados para aplicações ferrosas, como ferro fundido cinza. Nos dois tipos de superabrasivos, os meios pelos quais o agente é ligado ao substrato também são importantes para o desempenho. Uma ligação vitrificada parece ser superior às ligações de metal ou resina em muitas aplicações, exibindo o acabamento superior da borda dos agentes ligados ao metal e o corte agressivo dos agentes da resina.
Para usar as ferramentas de corte superabrasivas, novas técnicas tiveram que ser aprendidas pelos fabricantes de ferramentas. Combinações anteriormente bem-sucedidas de taxas de avanço e velocidades das rodas não produziriam produtos de qualidade. Como resultado, a profissão de retificação desenvolveu novas máquinas e processos para trabalhar com os novos materiais.
As ferramentas de corte PCD e PCBN só podem ser retificadas por materiais mais duros. Somente as rodas diamantadas são capazes de moer os superabrasivos. As rodas devem ser cuidadosamente especificadas quanto ao tipo de diamante, tamanho do cristal e friabilidade, para moer eficientemente esses materiais super duros.