Kotači za mljevenje dijamanata vrlo su učinkoviti alati za brušenje tvrdih i krhkih materijala kao što su karbid, staklo, keramika i dragulji. Posljednjih godina, brzom razvojem brušenja i ultra preciznog brušenja tehnologije, veći zahtjevi postavljeni su na kotače za mljevenje. Vitrificirani kotači za brušenje smole više ne zadovoljavaju potrebe za proizvodnjom. Kotači za brušenje metala, zbog njihovih izvanrednih svojstava kao što su visoka čvrstoća veze, izvrsna formabilnost i dugi radni vijek, postali su široko korišteni.
Kotači za mljevenje dijamanata s metalom prvenstveno su podijeljeni u dvije vrste, sinterirani i elektroplatirani, ovisno o njihovoj proizvodnoj metodi. Da bi se u potpunosti iskoristili superabrazivna svojstva, početkom 1990-ih razvijen je nova vrsta brusnog kotača, jednoslojna visoka temperatura lemljenih kotača superabrazivnog brušenja, koristeći postupak lemljenja s visokim temperaturama. Ova vrsta brusnog kotača još uvijek je u razvoju u Kini.
1. sinterirani kotači za mljevenje dijamanata
Sinterizirani kotači za brušenje metala obično se proizvode pomoću visokotemperaturnog postupka sinteriranja koristeći metale kao što je brončana kao veza. Oni nude visoku čvrstoću veze, izvrsnu formabilnost, otpornost na visoku temperaturu, izvrsnu toplinsku vodljivost, otpornost na habanje, dugi radni vijek i mogućnost izdržavanja teških opterećenja. Budući da se kotač za mljevenje neizbježno smanjuje i deformira tijekom postupka sinteriranja, mora se oblikovati prije upotrebe. Međutim, odijevanje je teško. Trenutna uobičajena metoda brušenja kotača, korištenjem valjaka, nije samo dugotrajna i naporna, već rezultira i značajnim prolijevanjem dijamantskih čestica tijekom procesa oblačenja, što rezultira značajnom habanjem kotača i niskom točnošću.
2. Kotači za brušenje dijamanata. Prednosti elektropletiranih kotača za mljevenje dijamanata:
① Proces elektroplacije je jednostavan, zahtijeva minimalno ulaganje i lako je izraditi.
② Nije potreban preljev, što ih čini jednostavnim za upotrebu.
③ Jednoslojna struktura omogućuje velike radne brzine, koje trenutno dosežu 250-300 m/s inozemstvo.
④ Unatoč tome što imaju samo jedan sloj dijamanta, oni i dalje imaju dovoljan životni vijek.
⑤ Za kotače za mljevenje valjaka koji zahtijevaju visoku preciznost, elektroplatiranje je jedina metoda proizvodnje. Upravo zbog ovih prednosti, elektroplatirani mljeveni kotači imaju nesporni dominantan položaj u brušenju velike brzine i ultra brzih brzina. Kotači za mljevenje dijamanata za dijamant imaju nedostatke: metal premaza nedostaje snažna kemijska metalurška veza s podlogom i abrazivnim površinama. Abraziv je učinkovito mehanički ugrađen u metal premaza, što rezultira slabom silom zadržavanja. Dijamantne čestice snažno su opterećene, lako padaju (ili pahulji) tijekom učinkovitog mljevenja, što dovodi do ukupnog neuspjeha. Da bi se povećala sila zadržavanja, mora se povećati debljina premaza, što smanjuje izloženu abrazivnu visinu i prostor čipa, čineći mljeveni kotač osjetljivi na začepljenje, loše rasipanje topline i opekline na površini radnog komada. Trenutno domaća proizvodnja kotača za brušenje na elektroplaciji tek treba postići optimalnu topografiju kotača optimiziranu za uvjete obrade. Ovi inherentni nedostaci jednoslojnih kotača za mljevenje dijamantskih dijamanata značajno ograničavaju njihovu primjenu u brušenju visoke učinkovitosti.
3. jednoslojni lemljeni kotači za mljevenje dijamanta
Da bi se maksimizirala učinkovitost dijamanta, potrebno je povećati silu držanja obveznica na dijamantu i poboljšati snagu veze kotača. Jednoslojni, visokotemperaturni lemljeni superabrazivni kotači za mljevenje prevladavaju nedostatke kotača za mljevenje elektropleta postizanjem kemijske metalurške veze između dijamanta, veziva i metalnog supstrata, što je rezultiralo velikom čvrstoćom veze. Održavanje debljine sloja veze sa samo 20% do 30% abrazivne visine zrna omogućuje visoko opterećenje, velike brzine i učinkovito mljevenje. Abrazivna zrna mogu se čvrsto držati, omogućujući lemljenim kotačima da postignu izloženu visinu zrna od 70% do 80%. To povećava prostor čipa, smanjuje začepljenje kotača i maksimizira abrazivno korištenje.
U istim uvjetima obrade kao i kotači za brušenje elektroplacije, jednoslojni, visokotemperaturni suparavni kotači nude niže sile mljevenja, gubitak snage i temperature mljevenja, omogućujući veće radne brzine. To je posebno značajno za mljevenje ultra visoke brzine veće od 300 do 500 m/s. Jednoslojni, visokotemperaturni lemljeni kotači za mljevenje dijamanta s legurama s legurom CR-A-CU legura su leženi pomoću visokofrekventnog indukcijskog lemljenja na 780 stupnjeva tijekom 35 sekundi, nakon čega slijedi prirodno hlađenje. To postiže snažnu vezu između dijamanta i čeličnog supstrata. Analiza rendgenske energije i rendgenska difrakcija otkrili su da je Cr3c2 nastao između CR i dijamanta, a (Fexcry) C je formiran između Cr i čelične matrice. Uporedni eksperimenti s lemljenjem bez CR -a pokazali su da je to glavni faktor za postizanje visoke čvrstoće veza između sloja legure i matrice dijamanta i čelika. Eksperimenti s mljevenjem također su potvrdili da Diamond ima visoku snagu.