Il termine superabrasivi è stato utilizzato per descrivere nuove opzioni per utensili da taglio basati su un materiale diamantato policristallino (PCD) sviluppato dalla General Electric (GE) Company negli Stati Uniti negli anni ‘1970. Questi composti molto duri e fragili rappresentavano un miglioramento negli strumenti di molatura e taglio disponibili, sebbene richiedessero nuove tecniche per un corretto utilizzo. I materiali sono così duri che solo le mole da taglio diamantate possono essere utilizzate per modellare gli utensili da taglio realizzati con questi composti.
Affinché un materiale possa lucidare un altro, il primo materiale deve essere più duro del secondo. La durezza è un valore semiquantitativo e si riferisce alla capacità complessiva di un materiale di evitare la rottura in seguito all’applicazione della forza. La durezza è solitamente associata alla robustezza nell’uso e alla lunga durata. I materiali utilizzati nelle parti critiche sono diventati più duri e più resistenti all’abrasione man mano che sono stati sviluppati miglioramenti nelle leghe metalliche e nelle strutture bimetalliche. Queste parti devono essere lavorate secondo le specifiche per soddisfare le tolleranze più elevate, la sola formatura non è sufficiente.
Man mano che le parti metalliche diventavano più resistenti, furono sviluppati materiali per utensili da taglio più duri, tra cui acciaio per utensili al carbonio, acciaio ad alta velocità e leghe fuse. Sono stati impiegati anche materiali a base ceramica, come nei carburi cementati e nei cermet. L’introduzione dei superabrasivi ha ampliato immensamente le opzioni a disposizione dei produttori di utensili.
I superabrasivi GE PCD sono costituiti da uno strato di diamante di dimensioni micron — 3.3 × 10-6 piedi o 1 × 10-6 metri — legato a un substrato di carburo. Il PCD è un diamante sintetico costituito da più cristalli. Durante la levigatura, questi cristalli si staccano e lasciano bordi più taglienti per continuare la lucidatura. I bordi netti della particella rotta liberano più facilmente la superficie di molatura, evitando di ostruire la superficie. Questo attributo autopulente consente di far funzionare la mola a velocità più elevate, riduce il carico elettrico e produce meno calore.
Il nitruro di boro cubico policristallino (PCBN) è una classe simile di superabrasivi che sostituisce i cristalli di boro cubico per i cristalli di diamante. Il PCD viene utilizzato per applicazioni non ferrose, come alluminio e rame, e per materiali organici, come plastica, composti di gomma e legno. I materiali PCBN sono utilizzati per applicazioni ferrose, come la ghisa grigia. In entrambi i tipi di superabrasivi, anche il mezzo con cui l’agente è legato al substrato è importante per le prestazioni. Un legame vetrificato sembra essere superiore ai legami metallici o resinosi in molte applicazioni, mostrando la finitura del bordo superiore degli agenti legati al metallo e il taglio aggressivo degli agenti resinosi.
Per utilizzare gli utensili da taglio superabrasivi, i produttori di utensili dovevano apprendere nuove tecniche. Combinazioni precedentemente riuscite di velocità di avanzamento e velocità delle ruote non avrebbero prodotto prodotti di qualità. Di conseguenza, la professione di rettificatrice ha sviluppato nuovi macchinari e processi per lavorare con i nuovi materiali.
Gli utensili da taglio PCD e PCBN possono essere rettificati da soli solo con materiali più duri. Le mole diamantate da sole sono in grado di rettificare i superabrasivi. Le ruote devono essere accuratamente specificate per quanto riguarda il tipo di diamante, le dimensioni dei cristalli e la friabilità per macinare in modo efficiente questi materiali super duri.