Que sont les superabrasives?
Le terme superabrasives a été utilisé pour décrire de nouvelles options de coupe des outils basés sur un matériau de diamant polycristallin (PCD) développé par la société General Electric (GE) aux États-Unis dans les années 1970.Ces composés très durs et cassants étaient une amélioration des outils de broyage et de coupe disponibles, bien qu'ils aient nécessité de nouvelles techniques pour une utilisation appropriée.Les matériaux sont si durs, seules les roues de coupe de diamant peuvent être utilisées pour façonner les outils de coupe fabriqués à partir de ces composés.
Pour qu'un matériau en polir un autre, le premier matériau doit être plus difficile que le second.La dureté est une valeur semi-quantitative et fait référence à la capacité globale d'un matériau à éviter la rupture lors de l'application de la force.La dureté est généralement associée à la robustesse de l'utilisation et de la longue durée de vie.Les matériaux utilisés dans des parties critiques ont augmenté plus durement et plus résistant à l'abrasion à mesure que des améliorations des alliages métalliques et des structures bimétalliques ont été développées.Ces pièces doivent être usinées dans des spécifications pour répondre aux tolérances les plus élevées, la formation seule est insuffisante.
Alors que les pièces métalliques devenaient plus fortes, des matériaux de tool de coupe plus durs ont été développés, y compris l'acier à outils en carbone, l'acier à grande vitesse et les alliages moulés.Des matériaux à base de céramique, comme dans les carbures et les cermets cimentés, ont également été utilisés.L'introduction de superabrasives a élargi les options disponibles pour le fabricant d'outils.
Les superabrasives GE PCD se composent d'un micron mdash;3,3 × 10 -6 pieds ou 1 × 10 -6 mètres mdash;couche de diamant liée à un substrat de carbure.Le PCD est un diamant synthétique composé de plusieurs cristaux.Pendant le broyage, ces cristaux se cassent et laissent des arêtes plus vives pour continuer le polissage.Les bords propres de la particule cassée éliminent la surface de broyage plus facilement, en évitant de boucher la surface.Cet attribut d'auto-protéger permet de fonctionner à la roue de broyage à des vitesses plus élevées, réduit la charge électrique et produit moins de chaleur.
Le nitrure de bore cubique polycristallin (PCBN) est une classe similaire de superabrasives qui substituent les cristaux de bore cubique pour le diamantcristaux.Le PCD est utilisé pour des applications non ferreuses, telles que l'aluminium et le cuivre, et pour les matériaux organiques, tels que les plastiques, les composés en caoutchouc et le bois.Les matériaux PCBN sont utilisés pour les applications ferreux, telles que la fonte grise.Dans les deux types de superabrasives, les moyens par lesquels l'agent est lié au substrat est également important pour les performances.Une liaison vitrifiée semble être supérieure aux liaisons métalliques ou en résine dans de nombreuses applications, présentant la finition de bord supérieure des agents liés en métal et la coupe agressive des agents de résine.
Pour utiliser les outils de coupe des superabrasives, les nouvelles techniques devaient être apprisespar les fabricants d'outils.Auparavant, des combinaisons réussies de taux d'alimentation et de vitesses de roues ne produiraient pas de produits de qualité.En conséquence, la profession de broyage a développé de nouvelles machines et processus pour travailler avec les nouveaux matériaux.
Les outils de coupe PCD et PCBN ne peuvent être que broyés que par des matériaux plus durs.Les roues en diamant seules sont capables de moudre les superabrasives.Les roues doivent être soigneusement spécifiées quant au type de diamant, à la taille des cristaux et à la friabilité pour broyer efficacement ces matériaux super durs.