Gli utensili con rivestimento diamantato sono essenziali per varie applicazioni di taglio grazie alle loro proprietà uniche.
Come vengono prodotti gli utensili con rivestimento diamantato? 5 fasi chiave spiegate
1. Introduzione alla deposizione di filamenti caldi
Gli utensili rivestiti di diamante sono realizzati con un processo noto come Hot Filament Deposition.
Si tratta di un tipo di tecnologia di deposizione da vapore chimico (CVD).
In questo processo, una serie di fili di tungsteno surriscaldati viene utilizzata per attivare l'idrogeno e un gas contenente carbonio, solitamente metano.
2. Applicazione del rivestimento diamantato
Il rivestimento diamantato può essere applicato all'utensile da taglio in due modi diversi.
Un metodo prevede l'incollaggio di grani di diamante di dimensioni micrometriche su una matrice metallica, solitamente di cobalto.
Questa viene poi sinterizzata sull'utensile.
Questo metodo è noto come diamante policristallino (PCD) ed è comunemente utilizzato nelle applicazioni minerarie e di taglio.
L'altro metodo consiste nel far crescere un sottile film di diamante direttamente sul corpo base dell'utensile, che di solito è in carburo cementato.
Questo processo consente di ottenere forme più complesse, angoli più piccoli e dimensioni che non sono possibili con il PCD.
Il film di diamante può essere ottimizzato per le diverse applicazioni, facendolo crescere sottile e liscio per ottenere bordi taglienti o più spesso per aumentare la resistenza all'abrasione.
3. Tipi di grani di diamante
I grani di diamante utilizzati nel rivestimento possono essere monocristalli o policristalli.
I monocristalli possono essere naturali o creati tramite sintesi ad alta pressione e alta temperatura (HPHT).
I policristalli sono prodotti attraverso la sintesi per detonazione.
I grani di diamante sono legati al corpo della base dell'utensile mediante polimeri (resina), ceramica (vetrificata) o metalli.
La dimensione dei grani può essere regolata mediante la frantumazione dei grani più grandi.
4. Vantaggi del rivestimento diamantato CVD
Uno dei vantaggi del processo di rivestimento diamantato CVD è la possibilità di sviluppare un'ampia gamma di strutture superficiali e di ottimizzare il film per applicazioni specifiche.
Ad esempio, è stato dimostrato che la crescita di una superficie sfaccettata riduce le forze di taglio e aumenta la durata dell'utensile.
5. Applicazioni e vantaggi
Gli utensili rivestiti di diamante possono essere utilizzati per diverse applicazioni di taglio.
La maggior parte degli utensili con diametro compreso tra 0,008" (0,20 mm) e 0,500" (12,70 mm) può essere rivestita di diamante.
È possibile rivestire anche diametri maggiori, ma di solito è più conveniente utilizzare utensili a inserto per queste dimensioni.
Molte aziende produttrici di utensili hanno in magazzino utensili da taglio rivestiti di diamante o possono produrli per i clienti.
Gli utensili rivestiti di diamante hanno proprietà fisiche uniche che li rendono ideali per le applicazioni di taglio.
Il diamante è il materiale più duro conosciuto e altamente resistente all'abrasione.
Ha anche una conducibilità termica estremamente elevata, che aiuta a rimuovere il calore dannoso dal tagliente.
Il basso coefficiente di attrito del diamante favorisce il flusso del materiale lungo le scanalature degli utensili rivestiti.
Queste proprietà consentono agli utensili diamantati di funzionare ad alta velocità senza subire danni e a temperature più basse rispetto ad altri materiali per utensili, riducendo i danni ai materiali dei pezzi sensibili al calore.
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