Diamond abrasive treatment: tribological aspect (review of modern research)

Abstract

The importance of developments to overcome friction and wear is largely due to the fact that the energy consumed by the manufacturing industry is almost a third of the total energy consumed. That is, the tribological aspect in the processes of diamond-abrasive processing is quite significant and must be taken into account. Recently, new modern developments have appeared in the literature that somewhat clarify this direction, both from the point of view of the diamond abrasive tool and the tribological behavior of various diamonds, including those with coatings. It is these developments that are covered further in our review of modern publications. Additive manufacturing (AM) methods have significant advantages for obtaining individual products and prototypes, allow to reduce costs, and also speed up the release of products to the market. Nowadays, this direction has begun to be used for diamond-abrasive tools. Of course, new binders for the working layer of the diamond tool have been developed for such energy-efficient AM technology. It is shown that the cutting forces and friction coefficients of microtextured diamond tools are significantly reduced. The tribological behavior of diamonds against various materials is fundamental for their use in the abrasive and bearing industries. It has been proven that, in comparison with ordinary diamond grains, porous diamond grains with an increased number of microedges effectively reduce the cutting force and heat generation.

Попередньою практикою інструментального виробництва та застосування різального інструменту у промисловості доведено, що для досягнення ефективного та економного використання цього сучасного високовартісного інструменту треба не тільки забезпечити високоякісну шліфовану їх поверхню, але і мати доведену різальну крайку. Досягнути цього можливо лише доведенням після шліфування різальної крайки, а і навіть її поліруванням, коли шорсткість передньої та задньої поверхонь інструменту доводиться до Ra 0,05 мкм, а іноді навіть менше, що значно підвищує зносостійкість різального інструменту та якість обробленої ним поверхні. Сучасні дослідження свідчать про ефективність застосування при поліруванні абразивних і хіміко-механічних методів та врахуванні при цьому особливостей абразивів, які застосовуються, тому метою даної статті було дослідити найновіші (2024–2025 рр.) розробки в технологіях доведення та полірування поверхонь широкої гами сучасних матеріалів та визначити напрямки підвищення ефективності таких розробок. При цьому для хіміко-механічного полірування (CMP) дослідниками розглядається два напрямки: вплив різного абразиву, тобто наголос на механічний складовій CMP, та вплив суспензії, тобто наголос на хімічній складовій.