Les outils revêtus de diamant sont essentiels pour diverses applications de coupe en raison de leurs propriétés uniques.
Comment les outils revêtus de diamants sont-ils fabriqués ? 5 étapes clés expliquées
1. Introduction au dépôt de filament chaud
Les outils revêtus de diamant sont fabriqués à l'aide d'un processus connu sous le nom de dépôt de filament chaud.
Il s'agit d'un type de technologie de dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Dans ce procédé, un réseau de fils de tungstène surchauffés est utilisé pour activer l'hydrogène et un gaz contenant du carbone, généralement du méthane.
2. Application du revêtement diamanté
Le revêtement diamanté peut être appliqué à l'outil de coupe de deux manières différentes.
La première consiste à coller des grains de diamant de la taille d'un micron sur une matrice métallique, généralement du cobalt.
Cette matrice est ensuite frittée sur l'outil.
Cette méthode est connue sous le nom de diamant polycristallin (PCD) et est couramment utilisée dans les applications minières et de coupe.
L'autre méthode consiste à faire croître une fine pellicule de diamant directement sur le corps de base de l'outil, qui est généralement en carbure cémenté.
Ce procédé permet d'obtenir des formes plus complexes, des angles plus petits et des dimensions qui ne sont pas possibles avec le PCD.
Le film de diamant peut être optimisé pour différentes applications en le rendant fin et lisse pour obtenir des arêtes d'outil tranchantes ou plus épais pour augmenter la résistance à l'abrasion.
3. Types de grains de diamant
Les grains de diamant utilisés dans le revêtement peuvent être des monocristaux ou des polycristaux.
Les monocristaux peuvent être naturels ou créés par synthèse à haute pression et haute température (HPHT).
Les polycristaux sont obtenus par synthèse par détonation.
Les grains de diamant sont liés au corps de base de l'outil à l'aide de polymères (résine), de céramiques (vitrifiées) ou de métaux.
La taille des grains peut être ajustée en écrasant les grains les plus gros.
4. Avantages du revêtement diamant par CVD
L'un des avantages du procédé de revêtement de diamant par CVD est la possibilité de produire une large gamme de structures de surface et d'optimiser le film pour des applications spécifiques.
Par exemple, il a été démontré que le développement d'une surface à facettes réduisait les forces de coupe et augmentait la durée de vie de l'outil.
5. Applications et avantages
Les outils revêtus de diamant peuvent être utilisés pour diverses applications de coupe.
La plupart des outils d'un diamètre compris entre 0,20 mm et 12,70 mm peuvent être revêtus de diamant.
Les diamètres plus importants peuvent également être revêtus, mais il est généralement plus rentable d'utiliser des outils à plaquettes pour ces tailles.
De nombreuses entreprises d'outillage stockent des outils de coupe revêtus de diamant ou peuvent les fabriquer pour leurs clients.
Les outils revêtus de diamant possèdent des propriétés physiques uniques qui les rendent idéaux pour les applications de coupe.
Le diamant est le matériau connu le plus dur et il est très résistant à l'abrasion.
Il possède également une conductivité thermique extrêmement élevée, qui permet d'éliminer la chaleur dommageable de l'arête de coupe.
Le faible coefficient de frottement du diamant facilite l'écoulement de la matière dans les goujures des outils revêtus.
Ces propriétés permettent aux outils diamantés de fonctionner à des vitesses élevées sans dommages et à des températures plus basses que les autres matériaux d'outils, ce qui réduit les dommages causés aux matériaux des pièces sensibles à la chaleur.
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