Vad är Superabrasives?
Termen superabrasives användes för att beskriva nya alternativ för skärverktyg baserat på ett polykristallint diamantmaterial (PCD) som utvecklats av General Electric (GE) Company i USA på 1970-talet. Dessa mycket hårda, spröda föreningar var en förbättring av tillgängliga slip- och skärverktyg, även om de krävde nya tekniker för korrekt användning. Materialen är så hårda, endast diamantskärningshjul kan användas för att forma skärverktygen från dessa föreningar.
För att ett material ska polera ett annat måste det första materialet vara hårdare än det andra. Hårdhet är ett semi-kvantitativt värde och hänvisar till den totala förmågan hos ett material att undvika brott vid applicering av kraft. Hårdhet förknippas vanligtvis med robusthet i användning och lång livslängd. Materialen som används i kritiska delar har blivit hårdare och mer nötningsbeständiga då förbättringar av metalllegeringar och bimetallstrukturer har utvecklats. Dessa delar måste bearbetas till specifikation för att uppfylla de högsta toleranserna, och formning ensam är otillräcklig.
När metalldelarna blev starkare utvecklades hårdare skärverktygsmaterial, inklusive kolverktygsstål, höghastighetsstål och gjutna legeringar. Keramikbaserade material, som i hårdmetaller och cermeter, användes också. Introduktionen av supermaterial utvidgade verktygstillverkarens tillgängliga alternativ enormt.
GE PCD-superbrasiven består av ett mikronstorlek - 3,3 × 10-6 fot eller 1 × 10 -6 meter - diamantlager bundet till ett karbidsubstrat. PCD är en syntetisk diamant bestående av flera kristaller. Under slipning bryts dessa kristaller av och lämnar mer skarpa kanter för att fortsätta poleringen. De rena kanterna på den trasiga partikeln rensar slipytan lättare och undviker pluggning av ytan. Detta självutjämningsattribut gör att slipskivan kan köras med högre hastigheter, minskar den elektriska belastningen och ger mindre värme.
Den polykristallina kubiska bornitriden (PCBN) är en liknande klass av superbrasiva medel som ersätter kubiska borkristaller för diamantkristallerna. PCD används för icke-järnhaltiga applikationer, såsom aluminium och koppar, och för organiska material, såsom plast, gummiföreningar och trä. PCBN-material används för järnhaltiga applikationer, som grått gjutjärn. I båda typerna av superbrasiva medel är det medel som medlet är bundet till substratet också viktigt för prestanda. En förglasad bindning verkar vara överlägsen metall- eller hartsbindningar i många tillämpningar, och uppvisar den överlägsna kantfinishen hos de metallbundna medlen och den aggressiva skärningen av hartsmedlen.
För att använda skärverktygen för superabrasives, måste nya tekniker läras av verktygstillverkare. Tidigare framgångsrika kombinationer av matningshastigheter och hjulhastigheter skulle inte producera kvalitetsprodukter. Som ett resultat har slipfaget utvecklat nya maskiner och processer för att arbeta med de nya materialen.
PCD- och PCBN-skärverktyg kan själva endast slipas av hårdare material. Enbart diamanthjul kan slipa superbrasiven. Hjulen måste noggrant specificeras med avseende på diamanttyp, kristallstorlek och spricklighet för att effektivt slipa dessa superhårda material.