Diamantbeschichtete Werkzeuge werden mit einem Verfahren hergestellt, das als Hot Filament Deposition bekannt ist, einer Art chemischer Gasphasenabscheidung (CVD). Bei diesem Verfahren wird eine Reihe von überhitzten Wolframdrähten verwendet, um Wasserstoff und ein kohlenstoffhaltiges Gas, in der Regel Methan, zu aktivieren.
Die Diamantbeschichtung kann auf zwei verschiedene Arten auf das Schneidwerkzeug aufgebracht werden. Bei der einen Methode werden mikroskopisch kleine Diamantkörner auf eine Metallmatrix, in der Regel Kobalt, aufgebracht, die dann auf das Werkzeug gesintert wird. Diese Methode ist als polykristalliner Diamant (PKD) bekannt und wird häufig im Bergbau und bei Schneidanwendungen eingesetzt.
Bei der anderen Methode wird ein dünner Diamantfilm direkt auf den Grundkörper des Werkzeugs aufgetragen, der in der Regel aus Sinterkarbid besteht. Dieses Verfahren ermöglicht komplexere Formen, kleinere Winkel und Abmessungen, die mit PKD nicht möglich sind. Die Diamantschicht kann für verschiedene Anwendungen optimiert werden, indem sie dünn und glatt für scharfe Werkzeugkanten oder dicker für erhöhte Abriebfestigkeit gezüchtet wird.
Die in der Beschichtung verwendeten Diamantkörner können entweder Einkristalle oder Polykristalle sein. Einkristalle können natürlich sein oder durch Hochdruck-Hochtemperatur-Synthese (HPHT) erzeugt werden, während Polykristalle durch Detonationssynthese hergestellt werden. Die Diamantkörner werden mit Hilfe von Polymeren (Harz), Keramik (verglast) oder Metallen an den Werkzeuggrundkörper gebunden. Die Korngröße kann durch Zerkleinern größerer Körner eingestellt werden.
Einer der Vorteile des CVD-Diamantbeschichtungsverfahrens ist die Möglichkeit, eine breite Palette von Oberflächenstrukturen zu erzeugen und die Schicht für bestimmte Anwendungen zu optimieren. So hat sich beispielsweise gezeigt, dass das Aufwachsen einer facettierten Oberfläche die Schnittkräfte verringert und die Werkzeuglebensdauer erhöht.
Diamantbeschichtete Werkzeuge können für verschiedene Zerspanungsanwendungen verwendet werden, und die meisten Werkzeuge mit einem Durchmesser zwischen 0,008" (0,20 mm) und 0,500" (12,70 mm) können diamantbeschichtet werden. Größere Durchmesser können ebenfalls beschichtet werden, aber in der Regel ist es kostengünstiger, für diese Größen Wendeplattenwerkzeuge zu verwenden. Viele Werkzeughersteller haben diamantbeschichtete Schneidwerkzeuge auf Lager oder können sie für Kunden herstellen.
Diamantbeschichtete Werkzeuge haben einzigartige physikalische Eigenschaften, die sie ideal für Schneidanwendungen machen. Diamant ist das härteste bekannte Material und äußerst abriebfest. Außerdem hat er eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit, die dazu beiträgt, schädliche Wärme von der Schneidkante abzuleiten. Der niedrige Reibungskoeffizient von Diamant unterstützt den Materialfluss in den Spannuten der beschichteten Werkzeuge. Dank dieser Eigenschaften können Diamantwerkzeuge bei hohen Geschwindigkeiten ohne Beschädigung und bei kühleren Temperaturen als andere Werkzeugmaterialien eingesetzt werden, wodurch die Beschädigung hitzeempfindlicher Werkstoffe verringert wird.
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