Electrodischarge shaping of tool inserts with composites based on polycrystalline diamond

Abstract

W pracy przedstawiono wyniki zastosowania technologii kształtowania narzędzi z materiałów super twardych w tym PKD. Zaprezentowano wyniki badań wpływu kąta kształtowania wkładek, parametrów technologicznych obróbki elektroerozyjnej WEDM oraz rodzaju kompozytu na efekt obróbki oceniany na podstawie pomiarów chropowatości powierzchni po obróbce oraz analizy okoliczności występowania zjawisk negatywnych podczas ich kształtowania. Wykazano celowość wykorzystania technologii WEDM w wytwarzaniu narzędzi z PKD. Słowa kluczowe: PKD, WEDM, Elektroerozja, materiały supertwarde In this work, the results of technology used to shape ultrahard tool materials was shown. The test results of impact of the angle, technological parameters in WEDM shaping process and PCD grade on a machining effect was presented based on the surface roughness measurement and analysis of circumstances of the occurrence of negative phenomena during the forming process. WEDM technology desirability in the production of PCD tools was proved.PKD składa się z warstwy polikrystalicznego diamentu na podłożu z węglika spiekanego produkowanego, jako jednolity krążek. Diament polikrystaliczny jest używany na ostrza narzędzi do obróbki zaawansowanych materiałów takich jak stopy aluminium i tytanu oraz kompozytów. Dzięki swoim wła-ściwościom mechanicznym PKD zastąpił w tych aplikacjach stosowane dotychczas materiały narzędziowe.Ze względu na swe parametry -twardość jest materiałem trudnoobrabialnym. Narzędzia o prostych geometriach podawane są procesom szlifowania. Istnieją takie rozwiązania narzędzi o skomplikowanych wewnętrznych kształtach, które nie można wykonać w technologii szlifowania i tutaj szerokie pole do zastosowania ma obróbka laserowa oraz elektroerozyjna ze względu na średnicę elektrody drutowej, jaką możemy zastosować od profilowania. [5] Spiekanie proszku diamentowego w kobaltowej fazie wiążącej powoduje, że PKD przewodzi prąd, co pozwala na obróbkę elektroerozyjną tego kompozytu. Kompozyt diamentowy PKD znalazł szerokie zastosowanie w wielu aplikacjach obróbki skrawaniem, należy do materiałów super twardych. Jest coraz częściej wykorzystywany do produkcji narzędzi do obróbki metali, stopów nieżelaznych, kompozytów, tworzyw sztucznych, ceramiki, materiałów drewnopochodnych oraz minerałów. Technologie wytwarzania PKD pozwalają uzyskać kompozyt w postaci krążków nie zapewniają jednak możliwości uzyskania skomplikowanych geometrycznie kształtów. Dlatego niezbędne jest stosowanie dodatkowej obróbki kształtującej. Opracowano wiele gatunków kompozytu w celu zapewnienia optymalnej kombinacji właściwości wymaganych przy obróbce różnych materiałów. [1,2,3,6 ] Zawartość diamentu, rozkład i wielkość ziaren są starannie kontrolowane, aby zapewnić właściwą równowagę pomię-dzy odpornością na ścieranie i udarnością. W PKD ziarna diamentu rzędu 1 -30 µm są spiekane w obecności katalizatora kobaltowego. Kobalt jest przewodnikiem elektrycznym, co czyni kompozyt diamentowy podatnym na obróbkę elektroerozyjną. W celu ułatwienia wytwarzania narzędzi (lutowania), di...