Поликристални дијамантски и карбидни композитни уметци (ПЦД/ЦЦ)
ПЦД/ЦЦ је дијамант који се најчешће користи за машинску обраду композита металне матрице. Формира се синтеровањем или пресовањем слоја поликристалног дијаманта ПЦД дебљине {{0}}.5-1мм на површину цементне карбидне подлоге добре чврстоће и жилавости. Чврстоћа на савијање ове композитне оштрице је у основи иста као и код цементираног карбида, а тврдоћа радне површине је блиска тврдоћи чврстог поликристалног дијаманта ПЦД, а заварљивост је добра, поновно брушење је лако, а цена је ниско. Типични поликристални дијамант-волфрам карбидни уметак је раван или налик на лим, а затим се ласерски сече до жељеног облика и величине уметка. ПЦД/ЦЦ су обично заварени или машински стегнути, и направљени су од разних алата за сечење као што су стругање, бушење, глодање, пробијање, развртање, бушење и тестерисање. Перформансе ПЦД/ЦЦ су повезане са величином дијамантских зрна. Де Беерс производи ПЦД уметке у варијантама 002, 010 и 025, са просечном величином зрна од 2µм, 10µм и 25µм, респективно. Што је већа величина зрна, већа је агрегација запремине дијаманта, то је боља отпорност на хабање и дужи век алата, али је квалитет резне ивице нешто лошији, што отежава израду алата високе прецизности. Напротив, ситнозрнати алати имају туп полупречник резне ивице (обично 1-2 код ПЦД алата), а квалитет обрађене површине је добар. Због тога се кристална зрна поликристалина континуирано рафинишу, а постоје фини кристали са 1 киселином или чак мање од 0,5 киселине. У том циљу, век трајања алата и квалитет обрађене површине треба свеобухватно размотрити да би се изабрала одговарајућа класа поликристалних дијамантских и композитних уметака од цементног карбида.
ЦВД дијамант
ЦВД дијамант је чист дијамантски материјал високе отпорности на хабање, без везива, који се припрема под ниским притиском (<0.1MPa). CVD diamond comes in two forms: CVD thin film coating (CD) and CVD thick film (TFD).
ЦД се формира наношењем слоја дијаманта налик филму дебљине мање од 50 µм (обично 10 ~ 30 µм) састављеног од поликристала на цементирану карбидну подлогу (обично познату као легура К-типа) ЦВД (хемијско таложење паре) процесом . Употреба је показала да ЦД алати обложени дијамантом нису погодни за обраду композита металне матрице, јер се тврде честице у композиту могу за кратко време истрошити кроз премаз на површини алата.
ТФД је наношење дијамантског дебелог филма без подлоге дебљине до 3-5мм, а затим сечење дебелог филма на мале комаде одређеног облика према потребама, а затим га заварити на цементирани карбид да би се формирао композитно сечиво или алат.
ТФД има добре свеобухватне перформансе, нема недостатак анизотропије природног дијаманта, јер нема металне везе, садржај нечистоћа је низак, а чистоћа је близу 100 процената, тако да су тврдоћа и топлотна проводљивост већи од ПЦД-а , фактор трења је мањи, хемијски. Стабилност је боља, а перформансе композита са металном матрицом су прилично добре.
Приказане су криве хабања алата за 40 посто СиЦП А356ММЦ са два дијаманта, ПЦД и ТФД. Услови сечења коришћени у тесту на слици 2 су: брзина сечења од 400м/мин, брзина помака од 0,05мм/р, количина сечења позади (дубина сечења) од 0,5мм и течност за сечење. На слици 2 се може видети да је дебелослојни дијамант ТФД најбољи за обраду 40% СиЦП композита металне матрице; ПЦД025 је други, а ПЦД002 има најмањи век трајања алата. Табела 1 приказује параметре сечења које препоручује Де Беерс за машинску обраду композита металне матрице са уметцима од поликристалног дијаманта СИНДИТЕ 025. Истраживања показују да се повећањем брзине резања и смањењем помака смањује вредност Ра храпавости обрађене површине, док количина алата за позадинско сечење нема значајног утицаја на Ра. Због тога, приликом завршне обраде, брзина резања треба да има већу вредност у табели 1, а брзина помака треба да има мању вредност.
Машинска обрада композита металне матрице са дијамантом може бити суво или мокро сечење. Међутим, због ниске термичке стабилности дијаманта, он ће бити карбонизован (тј. графитизован) на 700-800 степени Ц, што ће драстично смањити век трајања алата. Ако се течност за сечење користи за мокро сечење, температура резања може да се смањи и век трајања алата може да се повећа. Међутим, пре него што алат сече у радни предмет, течност за сечење треба сипати док се сечење не заврши. Течност за сечење се мора допремати непрекидно, а не повремено, иначе ће лако изазвати оштећење или ломљење алата. На исти начин, током процеса сечења, потребно је избегавати заустављање или мењање количине сечења колико год је то могуће.