PKD (Polykristalliner Diamant) und CVD (Chemical Vapour Deposition) sind neben dem Naturdiamanten die härtesten Materialien, die zur Zerspanung eingesetzt werden. Ihre sehr hohe Härte und Verschleißfestigkeit bieten optimale Voraussetzungen, um etwa schwer zerspanbare Aluminiumlegierungen oder Verbundmaterialien zu bearbeiten. Im Vergleich zu konventionellen Schneidstoffen, wie zum Beispiel Hartmetall, erzielen CVD und PKD deutlich bessere Oberflächen bei guter Maßhaltigkeit, höherer Schnittgeschwindigkeit und einer überlegenen Standzeit. Die Saint-Gobain Diamantwerkzeuge GmbH in Norderstedt fertigt seit vielen Jahren Diamantschneidstoffe, die in Größe, Geometrie, Schleifmittelbindung und -Konzentration exakt auf die jeweiligen Kundenanforderungen und den speziellen Schleifprozess abgestimmt sind. Die individuellen Produktlösungen überzeugen mit ausgezeichneten Schneideigenschaften und hoher Wirtschaftlichkeit. Herkömmlichen Werkzeugen sind PKD und CVD in zahlreichen Anwendungen deutlich überlegen.
PKD ist wie CVD ein extrem harter, widerstandsfähiger Schneidstoff. Er wird bei hohem Druck und hohen Temperaturen durch das Zusammensintern von Diamantpartikeln und einer Bindematrix, zum Beispiel Cobalt, hergestellt. Als Schneidwerkstoff wird PKD direkt auf einen Hartmetallträger aufgesintert. Härte und Qualität werden dabei durch die Größe der Diamantpartikel, deren Qualität und durch den Binder beeinflusst. CVD wird dagegen unter Vakuumbedingungen aus einem heißen, aktivierten Gasgemisch – hauptsächlich zusammengesetzt aus Methan und Wasserstoff – als dünne Diamantschicht abgeschieden. Die so synthetisch hergestellten Diamanten bestehen aus reinem Kohlenstoff und freistehenden polykristallinen Diamantschichten ohne Bindermaterial. Dank seiner hohen Verschleißfestigkeit erzielt CVD in vielfältigen Anwendungen noch höhere Leistungen als PKD.
Eingesetzt werden PKD- und CVD-Werkzeuge hauptsätzlich zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen. Die Bearbeitung von Eisenmetallen würde aufgrund der hohen Zerspanungstemperaturen zu einer Rückumwandlung der Diamanten in Grafit führen.
PKD in sechs Basis-Korngrößen
Die Saint-Gobain Diamantwerkzeuge GmbH bietet PKD in sechs Basis-Korngrößen an. Die optimale Größe hängt vor allem von der Art des Einsatzes ab. So führt bei einer sehr fordernden Schruppbearbeitung eine grobe Mischkörnung (2-25 μm) zu den besten Ergebnissen. Für die Zerspanung von sehr harten Materialien sollte die Wahl dagegen auf eine grobe Körnung (~25 μm) fallen. Die mittlere Mischkörnung (2-10 µm) eignet sich als Standardsorte für vielfältige Anwendungen und überzeugt dabei unter anderem mit einem höheren Verschleißschutz. Auch die mittlere Körnung (~10 μm) kommt bei den unterschiedlichsten Anwendungen mit besten Ergebnissen zum Einsatz.
Für eine sehr feine beziehungsweise feinste Oberflächengüte empfiehlt sich eine feine (~2 μm) beziehungsweise sehr feine Körnung (~1µm) mit Verschleißschutz.
CVD – eine Qualität, verschiedene Dicken
CVD ist ausschließlich in einer Qualität erhältlich. Der Schneidstoff unterscheidet sich allerdings hinsichtlich der angebotenen Schichtdicke: Für Zerspanungswerkzeuge werden Schichtdicken von 0,3 mm, 0,5 mm und 0,8 mm und für Abrichter und Verschleißschutz Stärken von 1,0 mm und 1,5 mm angeboten. Perfekt für den Verschleißschutz ist eine Schichtdicke von 1,5 mm.
Vielfältiger Einsatz – individuelle Anpassung
Zu den Einsatzgebieten der Diamant-Werkzeuge gehört die Bearbeitung einer Vielzahl unterschiedlichster Werkstoffe wie zum Beispiel:
• Acrylglas
Synthetische Diamanten gehören zu den wenigen Schneidstoffen, die bei der Herstellung etwa von Flugzeugfenstern, Scheinwerfern oder optischen Linsen eine sehr gute Oberfläche erzielen – insbesondere bei der Rand- und Bohrbearbeitung.
• Verbundwerkstoffe
Eingesetzt werden Verbundstoffe unter anderem bei der Herstellung von Windkraftanlagen oder für Stoßstangen im Automobilbau. Aufgrund der hohen Verschleißfestigkeit und maximaler Schnittgeschwindigkeiten ist eine wirtschaftliche Bearbeitung nur mit PKD möglich.
• Grünbearbeitung von Keramik und Hartmetall
PKD- und CVD-Werkzeuge sind perfekt für die Zerspanung wie das Drehen, Fräsen und Bohren geeignet. Sie empfehlen sich für die Vor- und Fertigbearbeitung von Werkstücken, wie zum Beispiel Isolatoren, und für die Vorfertigung von Dreh- und Fräswerkzeugen.
• Bearbeitung von NE-Metallen
Bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen, vorwiegend mit hohem Siliziumanteil, erzielen PKD- und CVD-Werkzeuge eine hohe Oberflächengüte, wo andere Werkzeuge einen sehr hohen Verschleiß aufweisen. Bearbeitet werden unter anderem Motorblöcke, Aluminiumgehäuse, Felgen, Buchsen und Komponenten aus Kupfer und Kupferlegierungen.
• Zentrierspitzen
Die Werkstückgeschwindigkeit ist durch das Material der Zentrierspitzen limitiert. PKD-Zentrierspitzen weisen eine geringere Reibung und eine bessere Wärmeleitfähigkeit auf. Sie ermöglichen damit eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit und, verbunden mit hoher Verschleißfestigkeit, eine höhere Produktivität.
• Verschleißschutz
Synthetische Diamanten sind hervorragend als Verschleißschutz geeignet. Verglichen mit Hartmetall ermöglichen Auflagen aus PKD und CVD eine erheblich höhere Standzeit sowie eine gleichbleibend hohe Qualität. Darüber hinaus reduziert sich die Zahl der Werkzeugwechsel. Typische Anwendungen sind Auflagen zum Schleifen von Kurbel- und Nockenwellen, Auflagelineale zum Spitzenlosschleifen, Anschläge und Prismen sowie Messtaster.
• PKD-Messer zum Abisolieren
PKD-Messer beweisen sich beim definierten Freischneiden von ummantelten Drähten nach DIN-Norm als extrem verschleißfest, schnell und langlebig. Damit erreichen die Diamantwerkzeuge eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit und sind perfekt geeignet für die Serienfertigung mit hoher Maschinenauslastung.
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