Wissen · Uhrenindustrie
Welche Werkstoffe kann man mit Diamantwerkzeugen bearbeiten, und warum keinen Stahl
Monokristalline Diamantwerkzeuge schneiden Aluminium, Messing, Kupfer, Gold und Acrylglas in einem Durchgang auf Spiegelglanz. Setzen Sie dasselbe Werkzeug auf Stahl, ist die Schneide in wenigen Minuten verschlissen. Der Grund ist Chemie, nicht Härte. Dieser Leitfaden zeigt, welche Werkstoffe sich für ein Diamantwerkzeug eignen, welche nicht und warum, damit Sie schnell sehen, ob ein Diamantwerkzeug zu Ihrem Teil passt.
Die Kurzliste
| Werkstoff | Monokristalliner Diamant? | Hinweise |
|---|---|---|
| Aluminium (Knetlegierungen, Reinaluminium) | Ja, hervorragend | Serien 6000 und 7000 glänzen am stärksten |
| Siliziumreicher Aluminiumguss | Möglich, schneller Verschleiß | PKD ist meist besser |
| Kupfer, Messing, Bronze | Ja, hervorragend | Auch bleiarmes Messing; auf Spankontrolle achten |
| Gold, Silber, Platin, Palladium | Ja | Grundlage diamantierter Schmuck- und Uhrenteile |
| Chemisch Nickel (Nickel-Phosphor) | Ja | Hochphosphorschichten auf Formeinsätzen |
| Acrylglas, Polycarbonat, andere optische Kunststoffe | Ja | Klare Kanten und optische Flächen |
| Germanium, Silizium, Zinkselenid, Zinksulfid | Ja, mit negativem Spanwinkel | Sehr kleine Schnitttiefe |
| Stahl, Guss, Edelstahl | Nein | Diamant reagiert mit Eisen |
| Titan | Nein | Reagiert mit Kohlenstoff; Hartmetall verwenden |
| Nickellegierungen, galvanisch Nickel, Kobalt | Nein | Derselbe chemische Verschleiß |
| Optisches Glas | Nein, in der üblichen Praxis | Geschliffen und poliert oder gepresst |
| Kohlefaser und andere abrasive Verbundwerkstoffe | Nicht monokristallin | Das Werkzeug ist PKD |
Warum Diamant keinen Stahl schneiden kann
Diamant ist der härteste bekannte Stoff; deshalb wirkt es seltsam, dass er an Stahl scheitert. Der Grund ist Chemie. Diamant ist reiner Kohlenstoff, und bei den Temperaturen an der Schneide löst Eisen Kohlenstoff und reagiert mit ihm. Atom für Atom trägt sich die Schneide ab und wird nach sehr kurzem Schnitt stumpf. Nickel, Kobalt und Titan verhalten sich ähnlich. Deshalb werden Stahl, Edelstahl und Titan mit Hartmetall, CBN oder Keramik geschnitten, nie mit monokristallinem Diamant.
Dieselbe Regel erklärt einen Kniff aus der Optik: Formeinsätze aus Stahl erhalten eine chemische Nickel-Phosphor-Schicht, und das Diamantwerkzeug schneidet die Schicht, nicht den Stahl. Mit genug Phosphor in der Schicht findet die Reaktion nicht statt.
Warum Diamant bei den anderen so gut ist
Auf Aluminium, Kupfer, Messing, Edelmetallen und Kunststoffen gibt es diese Reaktion nicht, und die echten Stärken des Diamanten zeigen sich: eine Schneide, die sich weit schärfer polieren lässt als jeder andere Schneidstoff, extreme Härte und sehr schnelle Wärmeableitung. Die Schneide bleibt scharf und kühl, und die Oberfläche ist ihre Kopie: ein Spiegel, in einem Durchgang, ohne Polieren.
Wenn Diamant schneidet, aber nicht das beste Werkzeug ist
- Siliziumreicher Aluminiumguss (Kolben, Räder und viele Gehäuse): harte Siliziumteilchen verschleißen eine monokristalline Schneide schnell. PKD hält viel länger. Siehe MKD oder PKD.
- Schwere oder unterbrochene Schnitte auf jedem Werkstoff: monokristalliner Diamant ist spröde und bricht bei Schlägen aus. Für das Schruppen Hartmetall oder PKD, für den letzten leichten Schnitt Diamant.
- Stark abrasive Füllstoffe in Kunststoffen (glasfaserverstärkte Sorten): sie verschleißen die Schneide; vor einer langen Serie testen.
Spröde Werkstoffe: der Sonderfall
Germanium, Silizium und andere Infrarotkristalle sind spröde und werden doch routinemäßig für Wärmebildobjektive diamantgedreht. Der Trick ist ein Werkzeug mit negativem Spanwinkel und eine sehr kleine Schnitttiefe. Unter diesen Bedingungen geht der Werkstoff wie ein Metall als feiner Span ab, statt zu reißen. Siehe was ist Ultrapräzisions-Diamantdrehen.
Schnellcheck: Passt ein Diamantwerkzeug zu meinem Teil?
- Ist der Werkstoff ein Nichteisenmetall (Aluminium, Kupfer, Messing, Edelmetall), ein Kunststoff, chemisch Nickel oder ein Infrarotkristall? Dann kommt Diamant in Frage.
- Muss die Oberfläche spiegeln oder optisch klar sein? Dann ist monokristalliner Diamant meist das Werkzeug.
- Ist der Schnitt leicht und gleichmäßig, auf einer steifen Maschine? Dann hält monokristalliner Diamant lange.
- Ist es Stahl, Titan oder eine Nickellegierung? Dann ist es eine Aufgabe für Hartmetall, CBN oder Keramik.
Was Bulunmaz macht
Bulunmaz fertigt monokristalline Diamantwerkzeuge aus Naturdiamant und MKD für die Werkstoffe in der oberen Hälfte der Tabelle: Drehwerkzeuge, Schaftfräser, Fasenfräser, Wendeschneidplatten und Fly-Cutter, als Standard oder nach Zeichnung. Wenn Sie nicht sicher sind, ob Ihr Werkstoff zu einem Diamantwerkzeug passt, senden Sie uns die Sorte und ein Foto des Teils, und wir sagen es Ihnen offen. Siehe unseren Leitfaden zu Naturdiamant, MKD und CVD.
Häufige Fragen
- Kann ein Diamantwerkzeug Stahl schneiden?
- Nicht lange. Bei Schnitttemperatur reagiert der Kohlenstoff des Diamanten mit dem Eisen im Stahl, und die Schneide verschleißt sehr schnell. Stahl, Guss und Edelstahl werden mit Hartmetall, CBN oder Keramik bearbeitet.
- Können Diamantwerkzeuge Titan bearbeiten?
- Monokristalliner Diamant eignet sich nicht für Titan. Titan reagiert bei Schnitttemperatur mit Kohlenstoff, und die Schneide verschleißt schnell. Titan wird mit Hartmetall bearbeitet.
- Warum schneidet Diamant Aluminium, aber keinen Stahl, wenn er doch der härteste Stoff ist?
- Die Grenze ist nicht die Härte, sondern die Chemie. Diamant ist reiner Kohlenstoff. Eisen, Nickel, Kobalt und Titan reagieren bei den Temperaturen an der Schneide mit Kohlenstoff, und der Diamant verschleißt chemisch. Aluminium, Kupfer, Messing, Gold und Kunststoffe reagieren so nicht.
- Kann man Stahlformen diamantdrehen?
- Nicht direkt. Formeinsätze aus Stahl erhalten eine chemische Nickelschicht (Nickel-Phosphor), und das Diamantwerkzeug schneidet diese Schicht. Chemisch Nickel mit hohem Phosphorgehalt ist ein Standardwerkstoff des Diamantdrehens.
- Kann Diamant Glas schneiden?
- In der üblichen Praxis drehen monokristalline Diamantwerkzeuge kein optisches Glas; es ist zu spröde und verschleißt die Schneide. Glaslinsen werden geschliffen und poliert oder gepresst. Manche Infrarotgläser (Chalkogenide) und Kristalle wie Germanium und Silizium lassen sich diamantdrehen.
- Eignet sich Diamant für siliziumreiches Aluminium?
- Er schneidet es, aber die harten Siliziumteilchen verschleißen eine monokristalline Schneide schnell, und die Oberfläche leidet. Für siliziumreichen Aluminiumguss ist PKD meist das bessere Werkzeug.
Sie betreiben eine Maschine und suchen das passende Werkzeug? Senden Sie uns den Werkstoff, eine Zeichnung oder ein Foto und die gewünschte Oberfläche.
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