Metallgebundene Diamantwerkzeuge mit Selbstdruckfunktion werden häufig für die Bearbeitung von Nichteisenmaterialien eingesetzt. Typische Verbindungssubstrate für solche Werkzeuge umfassen verschiedene Zusammensetzungen auf Basis von Cu, Co oder Fe. Heißgepresste metallgebundene DiamantwerkzeugeTypischerweise haben sie den Nachteil, dass die Bindungsfestigkeit zwischen der Diamantschleifscheibe und dem Untergrund aufgrund der unterschiedlichen Art der Bindung gering ist. Die geringere Bindungsstärke kann dazu führen, dass Diamantschleifmittel während des Gebrauchs herausgezogen werden und die Diamantausnutzung bis zu 10 % betragen kann. Andererseits bestimmt die Eigendruckfähigkeit eines Diamantwerkzeugs nicht nur die Effizienz des Prozesses, sondern auch die Oberflächeneigenschaften des bearbeiteten Teils. Tatsächlich führt die fehlende Eigendruckfähigkeit normalerweise zu größeren Schnittkräften, was unweigerlich die Wahrscheinlichkeit von Rissen im Werkstück während der Bearbeitung mit sich bringt.

Unter den häufig verwendeten reaktiven Metallen kann Ti, das Kupferlegierungen zugesetzt wird, bei Temperaturen von nur 900 °C eine vorübergehende TiC-Schicht zwischen dem gebundenen Substrat und dem Diamantschleifmittel bilden. Beim Verlassen dieser Grenzflächenschicht scheiden sich verschiedene intermetallische Verbindungen in der Bindungsmatrix aus, was die Grenzflächenspannungen, die mit nicht übereinstimmenden Wärmeausdehnungskoeffizienten und Phasenänderungen beim Abkühlen verbunden sind, weiter lindert. Es wurde angenommen, dass die Retention von Diamantpartikeln verbessert werden könnte, wenn der Bindungsmatrix aktive Metalle hinzugefügt würden. Diese Annahme wurde jedoch nur in der Lötpraxis bestätigt, wo eine flüssige Phase gebildet wurde und die Grenzflächenbindung aufgrund der höheren Reaktionsgeschwindigkeit verbessert wurde. Bisher gibt es keine Berichte über Heißpress-Diamantwerkzeuge, wobei die Heißpresstemperatur so niedrig und die Zeit so kurz ist, dass sich während des Heißpressvorgangs keine nennenswerte flüssige Phase bilden kann. Daher kann die Grenzflächenreaktion zwischen dem aktiven Element und den Diamantpartikeln begrenzt sein und die Grenzflächenbindungsfestigkeit kann nur in begrenztem Maße verbessert werden.

Um eine hohe Bindungsfestigkeit zwischen der Bindungsmatrix und den Diamantkörnern zu erreichen, ohne dass es zu einer Verschlechterung der Diamantkörner kommt, muss die Zusammensetzung der Bindungsmatrix so gestaltet sein, dass niedrige Heißpresstemperaturen angewendet werden können und keine Elemente enthalten sind Die Bindungsmatrix, die den Abbau katalysiert, wie Fe, Co und Ni, kann vorübergehende Grenzflächenschichten bilden, die die relative Häufigkeit der starken und spröden Bindungsmatrix anpassen können, was zu Selbstdruckfähigkeiten führt. In dieser Studie wurden drei verschiedene kupferbasierte Legierungen als Bindesubstrate verwendet, darunter Cu, Cu-15Sn und Cu-15Sn-10Ti (Gew.-%), und die Diamantpartikelgröße wurde variiert, um ihre Auswirkungen auf die Bearbeitungsleistung von Metall zu vergleichen -gebundene Diamantwerkzeuge auf Aluminiumoxid.

Die Leistung eines Diamantwerkzeugsspiegelt sich teilweise in seinem Schwingungsspektrum während des Gebrauchs wider. Mit der Maschine verbundene Vibrationen können den Vibrationen der Körperbewegung ähneln, die von einem rotierenden Werkzeug erzeugt werden, während Druckwellenvibrationen durch die mechanische Vorschubgeschwindigkeit erzeugt werden, was darauf hindeutet, dass der Motor in der Maschine Hintergrundvibrationen verursachen kann. Wenn beispielsweise eine Stromversorgung mit einer Spannung von 380 V und einer Frequenz von 60 Hz verwendet wird, werden Hintergrundschwingungen von 60 Hz und ihren ganzzahligen Vielfachen wie 120 Hz, 180 Hz usw. induziert. Wenn außerdem eine Stromversorgungsfrequenz von 60 Hz verwendet wird und die Spindel mit 2000 U/min läuft, wird eine natürliche Hintergrundfrequenz von 33 Hz und deren ganzzahlige Vielfache wie 66 Hz, 99 Hz usw. induziert. Diese beiden unterschiedlichen Quellen von Hintergrundschwingungsfrequenzen werden während des Bearbeitungsprozesses verstärkt. was sich in einem strukturellen Resonanzschwingungsspektrum niederschlägt. Die Intensität der durch Spindelunwucht, Motorlagervibrationen und Strukturresonanz verursachten Vibrationen in Einheiten der Erdbeschleunigung kann während der Bearbeitung zusammen mit der Spindelunwuchtgeschwindigkeit, der Motorbetriebsfrequenz und Strukturresonanz des mechanischen Lagers aufgezeichnet werden. Dies stellt ein wirksames Mittel zum Nachweis der Leistungsfähigkeit darDiamantwerkzeuge während des Gebrauchs.