اولین
الماس مصنوعی با قابلیت تولید تجاری Cd در سال 1955 تولید شده است و در
سال 1957، جنرال الکتریک پودر الماس مصنوعی را به طور تجاری به بازار عرضه
کرد. در همان سال، همین کارخانه نیترید بور کیوبیک BScرا به بازار عرضه
کرد، اما در حالی که کریستال های الماس و نیترید بور کیوبیک برای استفاده
در چرخ های ساینده مناسب بودند و عوامل پولیش کاری خوبی بودند، این مواد را
نمی توان برای تولید ابزارهای برشی، استفاده کرد. علت این مسئله تمایل به
شکافته شدن این کریستال ها بود). همچنین از زمان های خیلی دور، محققین در
پی تولید الماس پلی کریستال (PCD) و نیترید بور پلی کریستال (PCBN) بودند.
تولید PCD به اوایل دهه ی 1970 بر می گردد و اندکی بعد نیز تولید PCBN
گزارش شده است. این محصول با استفاده از زینترینگ پودر در دمای و فشار
بسیار بالا (حدود 1500℃-Kbar 50-60) تولید می شد (بدون افزودن بایندر). PCD
و PCBN موادی ایزوتروپ هستند و دارای تافنس و مقاومت به سایش بالاتری نسبت
به Cdیا BNcهستند.
از
آنجایی که ابزارهای برش اصولا ابزارهایی دو بعدی هستند، PCD و PCBN بیشتر
به صورت لایه ای مورد استفاده قرار می گیرند (با ضخامت 0.2 تا 1 میلی متر) و
بر روی زیرلایه هایی از فلزات سخت زینترشده، ایجاد می شوند ( دیسک هایی با
قطر 34 میلی متر و یا بزرگتر). این شکل مورد استفاده دارای مزیت های زیادی
است. ترکیب این دو ماده با همدیگر ارزان قیمت تر هستند و تافنس بالاتری
دارند.
PCD
برای برش کاری فلزات غیر آهنی در سرعت های برش بالا مناسب می باشند. این
ماده به طور گسترده در صنعت اتومبیل و برای آلیاژهای آلومینیوم مورد
استفاده قرار می گیرند. با استفاده از این ساینده ها سرعت سایش بالاست و
سطح نهایی حاصله نیز بسیار خوب است. این ساینده ها همچنین برای ماشین کاری
برنز، مس، بابیت، آلیاژهای مس- قلع و کامپوزیت های زمینه ی فلزی مناسب اند.
همچنین این ساینده ها برای ماشین کاری لایه های کامپوزیتی دارای رزین،
شیشه، فایبرگلاس، رابرها، گرافیت، تیتانیوم، آزبست ها، سرامیک ها و حتی چوب
و مشتقات آنها مورد استفاده قرار می گیرند. این ماده همچنین برای ماشین
کاری فلزات سخت زینترشده (برای مثال قالب ها) مورد استفاده قرار می گیرند و
مقرون به صرفه می باشد. PCD برای ماشین کاری چدن ها و فولادها مناسب
نیستند. PCBN برای ماشین کاری فولادهای تندبر، فولادهای آلیاژی، فولادهای
سخت کاری شده، چدن های کوئنچ شده و سوپرآلیاژهای پایه کبالت مناسب هستند.
به هر حال، این نوع از ساینده ها برای ماشین کاری فولادهای نرم، فولادهای
آستنیتی و سوپرآلیاژهای پایه نیکل مناسب نیستند.
نتیجه گیری در زمینه ی مواد مورد استفاده در برش کاری
این
بخش خلاصه ای درمورد مواد مورد استفاده در برش کاری ارائه می دهد. ما می
دانیم که هر خانواده از مواد ساینده به منظور بهبود کارایی و بازده برش
کاری و سایش مورد استفاده قرار می گیرند. این مسئله جالب توجه است که
بدانید هر تراشکار با گستره ی وسیعی از مواد مواجه است که هر کدام دارای
ویژگی خاصی هستند و در برخی اوقات این خواص هم پوشانی دارند. از این رو
انتخاب یک نوع خاص از ساینده ها برای یک کاربرد خاص، کار آسانی نیست. علاوه
بر این، امروزه تمایل به خرید ابزارهای با عملکرد بالاست نه خرید یک
ابزار. در نتیجه، باید رابطه ی بیشتری میان خریداران و تولید کنندگان ایجاد
شود.
مواد مورد استفاده برای سوراخ کاری (نفت و گاز طبیعی)، معدن کاری، ساختمان کاری و استفاده های عمومی
مواد
مورد استفاده در این کاربردها، فلزات سخت زینتر شده هستند. علارغم هزینه
های بالای آنها، PCD ها امروزه برای سوراخ کاری چرخشی سنگ های با سختی
نسبتا کم مورد استفاده قرار می گیرد.