Doğal elmas mı, MCD mi? Kesici takımlar için tek kristal elmas seçimi

Tek kristal elmas neden ayna yüzey keser

Tek kristal elmas, tane sınırları ve bağlayıcısı olmayan, kesintisiz tek bir kristal kafesidir. Bu sayede kesici ağzı, tanelerden yapılmış herhangi bir takımdan çok daha keskin ve pürüzsüz parlatılabilir. Ağız kendini parçaya kopyalar: kusursuz bir ağız, parlatma adımı olmadan doğrudan makineden ayna gibi bir yüzey bırakır.

Elmas aynı zamanda bilinen en sert malzemedir ve ısıyı her metalden daha hızlı uzaklaştırır. Ağız, sıradan takımların altında yırtılan yumuşak ve yapışkan metallerde bile yüksek kesme hızlarında keskin ve serin kalır. Bu yüzden tek kristal takımlar; alüminyum, pirinç, bakır, değerli metaller ve optik plastiklerin parlak yüzey işlemesinde standarttır.

Doğal elmas ve MCD

Doğal elmas ve MCD’nin ikisi de tek kristaldir; bu yüzden ikisi de ayna yüzey kesebilir. Nasıl üretildikleri, ne kadar tutarlı oldukları ve maliyetleri bakımından ayrılırlar.

Doğal elmas (ND)

Doğal elmas yerin derinliklerinde oluşmuştur. Kesici takımlar için ham taşlar berraklık, iç gerilim ve şekil bakımından tek tek ayıklanır, ardından yönlendirilip takım ucu olarak parlatılır. Doğal elmasların çoğu azotu kümeler halinde içerir (tip Ia) ve hiçbir taş bir diğerinin tıpatıp aynısı değildir.

• Güçlü yanları: iyi seçilmiş bir taş son derece ince ve dayanıklı bir ağız verir. En ince optik ve dekoratif yüzeyler için geleneksel seçimdir.
• Sınırları: daha yüksek fiyat, sınırlı taş boyutları ve taştan taşa doğal farklılık; bu yüzden özenli seçim önemlidir.
• Tipik kullanım: ultra hassas optikler, kontakt lensler, saat ve kuyum yüzey işleme, küçük radyüslü kalemler ve V kalemler.

MCD: HPHT sentetik tek kristal

MCD (monokristal elmas), yerin derinliklerindeki koşulları yeniden oluşturan bir preste üretilir. Karbon, 1.300–1.600 °C sıcaklıkta ve yaklaşık 6 GPa basınçta (atmosfer basıncının yaklaşık 60.000 katı) erimiş demir, nikel veya kobalt içinde çözünür ve günler ile haftalar içinde bir elmas tohumu üzerinde kristalleşir. Kristale tek tek atomlar halinde dağılmış azot, MCD’ye sarı rengini verir (tip Ib).

• Güçlü yanları: plakadan plakaya tutarlı kalite, öngörülebilir takım ömrü ve takım geometrisini tekrarlanabilir kılan düzenli plaka şekilleri. Genellikle seçilmiş doğal taşlardan daha ucuzdur.
• Sınırları: her tek kristal gibi darbe veya titreşim altında çentiklenebilir.
• Tipik kullanım: alüminyum, pirinç ve bakırın parlak tornalanması ve frezelenmesi; pah ve gravür takımları; akrilik ve polikarbonat kenarlar; seri üretimdeki finiş işlerinin çoğu.

CVD elmas, talep üzerine

CVD elmas, vakum odasında gazdan büyütülür. Tek kristal CVD, MCD’ye benzer şekilde ayna yüzey kesebilir; CVD takımları talep üzerine temin ediyoruz.

Tek kristal mi, PCD mi

PCD (polikristal elmas), karbür bir taban üzerinde metal bir bağlayıcıyla, genellikle kobaltla, birlikte sinterlenmiş çok sayıda küçük elmas tanesinden yapılır. Taneler rastgele yönlere bakar; bu yüzden PCD toktur ve çentiklenmeye dayanır. Bu da onu kaba işleme ve yüksek silisyumlu alüminyum ile elyaf takviyeli kompozitler gibi aşındırıcı malzemeler için doğru seçim yapar. Ancak tanelerden oluşan bir ağız, tek kristal kadar keskin parlatılamaz; bu yüzden PCD optik kalitede ayna yüzey kesemez.

İkisi çoğu zaman birlikte çalışır: PCD malzemenin büyük kısmını kaldırır, ardından tek kristal bir takım son ayna kesimi yapar. Pirinç vana küreleri bunun güzel bir örneğidir: PCD uçlar küreyi kaba işler, ardından bir elmas finiş kalemi son parlaklığı verir. Bulunmaz Tools, tek kristal finiş tarafına odaklanır.

Bir bakışta karşılaştırma

Hangi iş için hangi elmas

Bunlar başlangıç noktalarıdır; son seçim parçaya, makineye ve üretim adedine bağlıdır.

Ağız kalitesini ne belirler

Aynı şekle sahip iki takım çok farklı performans gösterebilir. Farkı dört şey yaratır:

• Kristal yönelimi. Elmas bazı kristal yönlerinde diğerlerinden daha serttir. Takım üreticisi her taşı, ağız en aşınmaya dayanıklı yönünde çalışacak şekilde yönlendirir; bu, takım ömrünü belirleyen başlıca etkenlerden biridir.
• Uç radyüsü ve uç açısı. Radyüs (örneğin R0,5 mm) veya V açısı (örneğin 60°), takımın parçada bıraktığı şekli belirler. Daha küçük radyüsler ve daha sivri açılar daha ince ayrıntılara ulaşır, ancak daha az yük taşır.
• Talaş açısı ve boşluk açısı. Pozitif talaş açısı daha serbest keser ama ağzı zayıflatır; negatif talaş açısı daha sağlamdır ve daha tok alaşımlara uyar. Ağzın altındaki boşluk konik olabilir, ki bu daha keskindir; ya da silindirik olabilir, ki bu daha rijittir ve yeniden leplemeden sonra radyüsünü daha iyi korur.
• Ağız dalgalılığı. Dalgalılık, radyüslü bir ağzın kusursuz bir daireden ne kadar saptığıdır. Optik ve lenslerde ağzın şekli doğrudan yüzeye basılır; bu yüzden bu takımlar kontrollü dalgalılıkla, genellikle 1 µm’den 50 nm’ye kadar, üretilir.

Tek kristal elmas neyi keser, neyi kesemez

Uygun malzemeler:

• Alüminyum ve alüminyum alaşımları
• Bakır, pirinç, bronz ve berilyum bakır
• Altın, gümüş, platin ve paladyum alaşımları
• Kalıplarda kimyasal nikel (nikel-fosfor) kaplama
• Akrilik (PMMA), polikarbonat, naylon ve diğer plastikler
• Germanyum, silisyum ve diğer kızılötesi kristaller

Uygun olmayanlar:

• Çelik, dökme demir ve diğer demirli metaller. Kesme sıcaklığında elmastaki karbon demirle reaksiyona girer ve ağız kısa bir kesimden sonra körleşir.
• Yüksek silisyumlu alüminyum veya elyaf takviyeli kompozitler gibi çok aşındırıcı malzemeler. Tek kristal ağzı hızla aşındırırlar; orada PCD daha iyi bir seçimdir.
• Ağır kesintili kesimler veya darbe; bunlar her tek kristal ağzı çentikleyebilir.