Le PKD (diamant polycristallin) et le CVD (dépôt chimique en phase vapeur) sont, avec le diamant naturel, les matériaux les plus durs utilisés pour l'usinage. Leur très grande dureté et leur résistance à l'usure offrent des conditions optimales pour travailler des alliages d'aluminium difficiles à usiner ou des matériaux composites. En comparaison avec des matériaux de coupe conventionnels, comme le carbure, le CVD et le PKD obtiennent des surfaces nettement meilleures avec une bonne tenue dimensionnelle, une vitesse de coupe plus élevée et une durée de vie supérieure. La société Saint-Gobain Diamantwerkzeuge GmbH à Norderstedt fabrique depuis de nombreuses années des matériaux de coupe en diamant, qui sont adaptés en taille, géométrie, liaison abrasive et concentration exactement aux exigences spécifiques des clients et au processus de meulage particulier. Les solutions produits individuelles convainquent par d'excellentes propriétés de coupe et une grande rentabilité. Les outils conventionnels sont nettement inférieurs au PKD et au CVD dans de nombreuses applications.
Le PKD est, comme le CVD, un matériau de coupe extrêmement dur et résistant. Il est fabriqué sous haute pression et à haute température par le frittage de particules de diamant et d'une matrice liant, par exemple le cobalt. En tant que matériau de coupe, le PKD est directement fritté sur un support en carbure. La dureté et la qualité sont influencées par la taille des particules de diamant, leur qualité et le liant. Le CVD, en revanche, est déposé sous conditions de vide à partir d'un mélange gazeux chaud et activé – principalement composé de méthane et d'hydrogène – sous forme de fine couche de diamant. Les diamants ainsi synthétisés sont constitués de carbone pur et de couches de diamant polycristallin libres sans matériau liant. Grâce à sa grande résistance à l'usure, le CVD atteint des performances encore plus élevées que le PKD dans de nombreuses applications.
Les outils PKD et CVD sont principalement utilisés pour l'usinage de métaux non ferreux. L'usinage de métaux ferreux entraînerait une transformation des diamants en graphite en raison des températures d'usinage élevées.
PKD en six tailles de grain de base
La société Saint-Gobain Diamantwerkzeuge GmbH propose le PKD en six tailles de grain de base. La taille optimale dépend principalement du type d'application. Ainsi, pour un usinage très exigeant, un grain grossier (2-25 µm) donne les meilleurs résultats. Pour l'usinage de matériaux très durs, il est préférable de choisir un grain grossier (~25 µm). Le grain moyen (2-10 µm) convient comme type standard pour diverses applications et se distingue notamment par une protection contre l'usure supérieure. Le grain moyen (~10 µm) est également utilisé avec les meilleurs résultats dans une variété d'applications.
Pour une qualité de surface très fine ou la plus fine, un grain fin (~2 µm) ou très fin (~1 µm) avec protection contre l'usure est recommandé.
CVD – une qualité, différentes épaisseurs
Le CVD n'est disponible que dans une qualité. Cependant, le matériau de coupe diffère en fonction de l'épaisseur de couche proposée : pour les outils d'usinage, des épaisseurs de couche de 0,3 mm, 0,5 mm et 0,8 mm sont proposées, et pour les outils de dressage et de protection contre l'usure, des épaisseurs de 1,0 mm et 1,5 mm sont disponibles. Une épaisseur de 1,5 mm est parfaite pour la protection contre l'usure.
Utilisation variée – adaptation individuelle
Les domaines d'application des outils en diamant comprennent l'usinage d'une grande variété de matériaux différents tels que :
• Plexiglas
Les diamants synthétiques font partie des rares matériaux de coupe qui obtiennent une très bonne surface lors de la fabrication de fenêtres d'avion, de phares ou de lentilles optiques – en particulier lors de l'usinage des bords et des perçages.
• Matériaux composites
Les matériaux composites sont utilisés notamment dans la fabrication d'éoliennes ou pour des pare-chocs dans l'industrie automobile. En raison de leur grande résistance à l'usure et de vitesses de coupe maximales, un usinage économique n'est possible qu'avec le PKD.
• Usinage de la céramique et du carbure
Les outils PKD et CVD sont parfaits pour l'usinage tel que le tournage, le fraisage et le perçage. Ils sont recommandés pour l'usinage préliminaire et final de pièces, comme par exemple des isolateurs, et pour la préfabrication d'outils de tournage et de fraisage.
• Usinage des métaux non ferreux
Lors de l'usinage d'alliages d'aluminium, principalement avec une forte teneur en silicium, les outils PKD et CVD obtiennent une haute qualité de surface, là où d'autres outils présentent une usure très élevée. Sont usinés, entre autres, des blocs moteurs, des boîtiers en aluminium, des jantes, des douilles et des composants en cuivre et en alliages de cuivre.
• Pointes de centrage
La vitesse de la pièce est limitée par le matériau des pointes de centrage. Les pointes de centrage PKD présentent une friction réduite et une meilleure conductivité thermique. Cela permet d'atteindre une vitesse d'usinage plus élevée et, associé à une grande résistance à l'usure, une productivité accrue.
• Protection contre l'usure
Les diamants synthétiques sont excellents pour la protection contre l'usure. Comparés au carbure, les revêtements en PKD et CVD permettent une durée de vie nettement plus longue ainsi qu'une qualité constante. De plus, le nombre de changements d'outils est réduit. Les applications typiques incluent les revêtements pour le meulage de vilebrequins et d'arbres à cames, les revêtements pour le meulage sans pointe, les butées et les prismes ainsi que les palpeurs de mesure.
• Lames PKD pour le dénudage
Les lames PKD se révèlent extrêmement résistantes à l'usure, rapides et durables lors de la coupe définie de fils gainés selon les normes DIN. Cela permet aux outils en diamant d'atteindre une rentabilité particulièrement élevée et d'être parfaitement adaptés à la production en série avec une forte utilisation des machines.
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