自己圧力機能を備えたメタルボンドダイヤモンド工具は、非鉄材料の加工に広く使用されています。このようなツールの典型的な接合基板には、Cu、Co、または Fe をベースとしたさまざまな組成物が含まれます。ホットプレスメタルボンドダイヤモンドツール通常、結合の性質が異なるため、ダイヤモンド研削ディスクと基板の間の結合強度が低いという欠点があります。結合強度が低いと、使用中にダイヤモンド砥粒が剥がれてしまい、ダイヤモンドの利用率が 10% にまで低下する可能性があります。一方、ダイヤモンド工具の自己圧力能力は、プロセスの効率だけでなく、機械加工部品の表面特性も決定します。実際、自己圧力能力の欠如により、通常、より大きな切削抵抗が発生し、必然的に加工中にワークピースに亀裂が発生する可能性が生じます。

一般的に使用される反応性金属の中でも、銅ベースの合金に添加された Ti は、900°C もの低温で接合基材とダイヤモンド砥粒の間に一時的な TiC 層を形成する可能性があります。この界面層を離れると、さまざまな金属間化合物が結合マトリックス内に析出し、熱膨張係数の不一致や冷却時の相変化に伴う界面応力がさらに軽減されます。活性金属を結合マトリックスに添加すると、ダイヤモンド粒子の保持力が向上すると考えられていました。しかし、そのような考えはろう付けの実践においてのみ証明されており、そこでは液相が形成され、より高い反応速度により界面結合が改善された。今のところホットプレスダイヤモンド工具に関する報告はありませんが、この場合、ホットプレス温度が非常に低く、時間が非常に短いため、ホットプレスプロセス中に顕著な液相が形成されません。したがって、活性元素とダイヤモンド粒子との間の界面反応は制限され、界面結合強度の向上には限界がある。

ダイヤモンド粒子の劣化を引き起こすことなく、ボンドマトリックスとダイヤモンド粒子の間で高い結合強度を達成するには、低いホットプレス温度を適用でき、また、ボンドマトリックス中に元素が存在しないようにボンドマトリックスの組成を設計する必要があります。 Fe、Co、Ni などの劣化を触媒する結合マトリックスは、強い結合マトリックスと脆い結合マトリックスの相対的な存在量を調整できる界面過渡層を形成し、自己圧力機能につながります。この研究では、Cu、Cu-15Sn、Cu-15Sn-10Ti (wt%) を含む 3 つの異なる銅ベースの合金を結合基材として使用し、ダイヤモンドの粒径を変化させて金属の加工性能に及ぼす影響を比較しました。アルミナに結合されたダイヤモンドツール。

ダイヤモンド工具 の性能使用中の振動スペクトルに部分的に反映されます。機械に関連する振動は、回転ツールによって生成される本体の動きの振動に似ている可能性がありますが、圧力波振動は機械の送り速度によって生成され、機械のモーターが背景振動を引き起こす可能性があることを示唆しています。たとえば、電圧 380 V、周波数 60 Hz の電源を使用すると、60 Hz およびその整数倍 (120 Hz、180 Hz など) の背景振動が誘発されます。さらに、60 Hz の電源周波数が使用され、スピンドルが 2000 rpm で動作している場合、33 Hz およびその整数倍 (66 Hz、99 Hz など) の固有バックグラウンド周波数が誘発されます。これら 2 つの異なる背景振動周波数源は、加工プロセス中に増幅されます。これは構造共鳴振動スペクトルに変換されます。加工中に主軸アンバランス、モータ軸受の振動、重力加速度単位での構造共振によって引き起こされる振動の強さを、主軸アンバランス速度、モータ動作周波数、機械軸受の構造共振とともに記録できます。これは、のパフォーマンスを証明する効果的な手段を提供します。使用中のダイヤモンド工具。