Las herramientas se recubren de diamante principalmente mediante un proceso conocido como Deposición Química en Fase Vapor (CVD). Este proceso consiste en depositar una capa de diamante sobre la superficie de una herramienta, normalmente de carburo de tungsteno, para aumentar su dureza y resistencia al desgaste.
Preparación de herramientas para el recubrimiento de diamante:
Antes del proceso de recubrimiento, las herramientas de carburo de tungsteno se someten a una limpieza a fondo y a una preparación química en dos fases. El primer paso consiste en desbastar la superficie de carburo para mejorar la adherencia mecánica de la capa de diamante. Esto es crucial, ya que garantiza que la capa de diamante se adhiera bien a la superficie de la herramienta, evitando que se desprenda durante el uso. El segundo paso es la eliminación del cobalto de la superficie del carburo, ya que el cobalto es perjudicial para el crecimiento del diamante. Este paso es esencial porque el cobalto, que suele utilizarse como aglutinante en el carburo de tungsteno, puede inhibir la formación de diamante durante el proceso CVD.Proceso de recubrimiento con diamante:
El recubrimiento de diamante propiamente dicho se consigue mediante diversos métodos de CVD, como el CVD por plasma de microondas (MPCVD), el CVD por pulverización de plasma con arco de corriente continua (DAPCVD) y el CVD por hilo caliente (HFCVD). Entre ellos, el HFCVD es el más utilizado en la industria debido a su coste relativamente bajo y a su capacidad para lograr una deposición uniforme en grandes áreas. En el proceso HFCVD, se produce una reacción en fase gaseosa a baja presión y a altas temperaturas. El metano (CH4), utilizado como fuente de carbono, reacciona con el hidrógeno en presencia de un filamento caliente para generar precursores de películas de diamante. A continuación, estos precursores se depositan sobre la superficie de la herramienta preparada, formando una capa de diamante densa y uniforme.
Características y ventajas de las herramientas recubiertas de diamante:
Las herramientas recubiertas de diamante, con un espesor de recubrimiento típico de 10-30μm, ofrecen ventajas significativas sobre las herramientas sin recubrimiento. Son muy resistentes al desgaste y capaces de mantener el filo, lo que las hace ideales para cortar materiales difíciles de mecanizar, como el grafito y las aleaciones de aluminio con alto contenido en silicio. El ciclo de producción de estas herramientas es relativamente corto, y el coste de preparación es moderado, sobre todo si se compara con los beneficios de una mayor vida útil y rendimiento de la herramienta.
Aplicación y limitaciones:
