Какие суперабразивы?

Термин суперабразивы использовался для описания новых вариантов режущих инструментов на основе поликристаллического алмазного (PCD) материала, разработанного компанией General Electric (GE) в США в 1970-х годах. Эти очень твердые, хрупкие составы были улучшением доступных инструментов для шлифования и резки, хотя они требовали новых технологий для правильного использования. Материалы настолько твердые, что для обработки режущих инструментов, изготовленных из этих соединений, можно использовать только алмазные отрезные круги.

Чтобы один материал отполировал другой, первый материал должен быть тверже второго. Твердость является полуколичественной величиной и относится к общей способности материала избегать разрушения при приложении силы. Твердость обычно связана с прочностью при использовании и долговечностью. Материалы, используемые в критических деталях, стали более твердыми и более стойкими к истиранию, поскольку были разработаны улучшения в металлических сплавах и биметаллических структурах. Эти детали должны быть обработаны в соответствии со спецификацией, чтобы соответствовать самым высоким допускам, одного формования недостаточно.

По мере того как металлические детали становились прочнее, разрабатывались более твердые материалы для режущих инструментов, в том числе углеродистая инструментальная сталь, быстрорежущая сталь и литейные сплавы. Также использовались материалы на основе керамики, такие как цементированные карбиды и металлокерамика. Введение суперабразивов значительно расширило возможности, доступные для производителя инструментов.

Суперабразивы GE PCD состоят из алмазного слоя микронного размера - 3,3 × 10 ^-6 футов или 1 × 10 ^-6 метров, связанного с твердосплавной подложкой. PCD представляет собой синтетический алмаз, состоящий из нескольких кристаллов. Во время измельчения эти кристаллы отламываются и оставляют более острые края, чтобы продолжить полировку. Чистые края разбитых частиц легче очищают шлифовальную поверхность, избегая ее засорения. Этот атрибут самоочищения позволяет шлифовальному кругу работать на более высоких скоростях, снижает электрическую нагрузку и выделяет меньше тепла.

Поликристаллический кубический нитрид бора (PCBN) представляет собой аналогичный класс суперабразивов, который заменяет кубические кристаллы бора кристаллами алмаза. PCD используется для цветных металлов, таких как алюминий и медь, и для органических материалов, таких как пластмассы, резиновые смеси и древесина. Материалы PCBN используются для черных металлов, таких как серый чугун. В обоих типах суперабразивов средства, с помощью которых агент связывается с подложкой, также важны для рабочих характеристик. Стекловидное соединение, по-видимому, превосходит металлическое или полимерное соединение во многих применениях, демонстрируя превосходную обработку краев металлических связующих агентов и агрессивную резку смоляных агентов.

Чтобы использовать режущие инструменты для суперабразивов, создатели инструментов должны были изучить новые методы. Раньше удачные комбинации скоростей подачи и скорости вращения колес не давали бы качественных продуктов. В результате профессия шлифовщика разработала новое оборудование и процессы для работы с новыми материалами.

Режущие инструменты PCD и PCBN могут быть заточены только более твердыми материалами. Одни алмазные круги способны измельчать суперабразивы. Для эффективного шлифования этих сверхтвердых материалов колеса должны быть тщательно определены в отношении типа алмаза, размера кристалла и ломкости.