Diamantbeschichtete Werkzeuge werden hauptsächlich für die Bearbeitung von Nichteisenwerkstoffen wie Aluminium-Silizium-Legierungen, Kupferlegierungen, faserverstärkten Polymeren, grüner Keramik und Graphit eingesetzt. Diese Werkzeuge sind mit CVD-Diamanten beschichtet, die die Ausrüstung des Schneidwerkzeugs verstärken und die Reibung während des Einsatzes verringern. Die Diamantbeschichtung trägt auch dazu bei, die Schärfe der Schneide über die Zeit zu erhalten.
Diamantbeschichtete Werkzeuge haben mehrere Vorteile. Diamant ist das härteste bekannte Material und extrem abriebfest, wodurch er sich ideal für Schneidanwendungen eignet. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Diamant trägt dazu bei, schädliche Wärme von der Schneide abzuleiten und so Schäden an hitzeempfindlichen Werkstoffen zu verhindern. Außerdem hat Diamant einen niedrigen Reibungskoeffizienten, der den Materialfluss in den Spannuten der beschichteten Werkzeuge fördert.
Das CVD-Diamantbeschichtungsverfahren ermöglicht das Wachstum einer breiten Palette von Oberflächenstrukturen, die für bestimmte Anwendungen optimiert werden können. Wenn zum Beispiel die Schärfe der Werkzeugkanten entscheidend ist, kann der Diamantfilm dünn und glatt sein. Dickere Schichten sind erforderlich, wenn der Abrieb der Hauptverschleißmechanismus ist. Es hat sich gezeigt, dass das Aufwachsen einer facettierten Oberfläche die Schnittkräfte verringert und die Lebensdauer des Werkzeugs erhöht.
Die meisten Arten von Werkzeugen, die mit der richtigen Hartmetallsorte geschliffen werden können, können diamantbeschichtet werden. In der Regel ist es jedoch kostengünstiger, Werkzeuge mit einem Durchmesser zwischen 0,008" (0,20 mm) und 0,500" (12,70 mm) zu beschichten. Größere Durchmesser können beschichtet werden, aber für diese Größen werden oft Einsatzwerkzeuge verwendet. Viele Werkzeughersteller haben diamantbeschichtete Schneidwerkzeuge auf Lager oder können sie für Kunden herstellen.
Es gibt zwei gängige Formen von Diamant in Schneidwerkzeugen: mikroskopisch kleine Körner, die in einer Metallmatrix (in der Regel Kobalt) dispergiert sind, die auf das Werkzeug aufgesintert ist, bekannt als polykristalliner Diamant (PKD), und Diamantbeschichtungen. PKD-bestückte Werkzeuge werden in der Regel im Bergbau und bei Schneidanwendungen eingesetzt. Bei der Beschichtungstechnologie werden mikrokristalline Diamantschichten mit scharfen Kanten für Schleifprozesse chemisch aus der Gasphase abgeschieden (CVD). Diese Technologie ermöglicht die Herstellung hochwertiger Werkstücke mit einer Rauheit Ra von 5 nm.
Neben Schneidwerkzeugen können mit der gleichen Diamantbeschichtungstechnologie auch Mikroschleifwerkzeuge wie Schleifstifte und Grate hergestellt werden. Diese Werkzeuge können sehr kleine Durchmesser haben, bis zu 50 mm, und wurden erfolgreich getestet.
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