Gli utensili sono rivestiti di diamante principalmente attraverso un processo noto come Chemical Vapor Deposition (CVD). Questo processo prevede la deposizione di uno strato di diamante sulla superficie di un utensile, tipicamente in carburo di tungsteno, per aumentarne la durezza e la resistenza all'usura.
Preparazione degli utensili per il rivestimento diamantato:
Prima del processo di rivestimento, gli utensili in carburo di tungsteno vengono sottoposti a un'accurata pulizia e a una preparazione chimica in due fasi. La prima fase prevede l'irruvidimento della superficie del carburo per migliorare l'adesione meccanica dello strato di diamante. Si tratta di un'operazione cruciale, in quanto garantisce che il rivestimento diamantato aderisca bene alla superficie dell'utensile, evitando che si stacchi durante l'uso. La seconda fase consiste nella rimozione del cobalto dalla superficie del carburo, poiché il cobalto è dannoso per la crescita del diamante. Questa fase è essenziale perché il cobalto, spesso utilizzato come legante nel carburo di tungsteno, può inibire la formazione del diamante durante il processo CVD.Processo di rivestimento del diamante:
Il rivestimento diamantato vero e proprio si ottiene con vari metodi CVD, tra cui Microwave Plasma CVD (MPCVD), DC Arc Plasma Spray CVD (DAPCVD) e Hot Wire CVD (HFCVD). Tra questi, l'HFCVD è particolarmente favorito in ambito industriale grazie al suo costo relativamente basso e alla capacità di ottenere una deposizione uniforme su ampie superfici. Nel processo HFCVD, una reazione in fase gassosa a bassa pressione avviene ad alte temperature. Il metano (CH4), utilizzato come fonte di carbonio, reagisce con l'idrogeno in presenza di un filamento caldo per generare precursori di film di diamante. Questi precursori vengono poi depositati sulla superficie dell'utensile preparato, formando uno strato di diamante denso e uniforme.
Caratteristiche e vantaggi degli utensili rivestiti di diamante:
Gli utensili rivestiti di diamante, con uno spessore tipico del rivestimento di 10-30μm, offrono vantaggi significativi rispetto agli utensili non rivestiti. Sono altamente resistenti all'usura e in grado di mantenere l'affilatura, il che li rende ideali per il taglio di materiali difficili da lavorare come la grafite e le leghe di alluminio ad alto tenore di silicio. Il ciclo di produzione di questi utensili è relativamente breve e il costo di preparazione è moderato, soprattutto se paragonato ai vantaggi derivanti dall'aumento della durata e delle prestazioni dell'utensile.
Applicazioni e limiti:
