Las herramientas de diamante con aglomerante metálico con capacidad de autopresión se utilizan ampliamente para mecanizar materiales no ferrosos. Los sustratos de unión típicos para tales herramientas incluyen varias composiciones basadas en Cu, Co o Fe. Herramientas de diamante con aglomerante de metal prensado en calientetípicamente tienen la desventaja de que la fuerza de unión entre el disco abrasivo de diamante y el sustrato es baja debido a la diferente naturaleza de la unión. La fuerza de unión más baja puede hacer que los abrasivos de diamante se extraigan durante el uso y la utilización del diamante puede ser tan baja como el 10 %. Por otro lado, la capacidad de autopresión de una herramienta de diamante determina no solo la eficiencia del proceso, sino también las características de la superficie de la pieza mecanizada. De hecho, la falta de capacidad de autopresión generalmente provoca fuerzas de corte más grandes, lo que inevitablemente presenta la probabilidad de que la pieza de trabajo se agriete durante el mecanizado.

Entre los metales reactivos de uso común, el Ti agregado a las aleaciones con base de cobre puede formar una capa transitoria de TiC entre el sustrato adherido y el abrasivo de diamante a temperaturas tan bajas como 900 °C. Al salir de esta capa interfacial, varios compuestos intermetálicos se precipitan en la matriz de enlace, lo que alivia aún más las tensiones interfaciales asociadas con los coeficientes de expansión térmica y los cambios de fase no coincidentes durante el enfriamiento. Se creía que la retención de partículas de diamante podía mejorarse cuando se añadían metales activos a la matriz de unión. Sin embargo, tal creencia solo se ha demostrado en la práctica de la soldadura fuerte, donde se formó una fase líquida y se mejoró la unión interfacial debido a la mayor velocidad de reacción. Hasta el momento, no hay informes sobre herramientas de diamante de prensado en caliente, donde la temperatura de prensado en caliente es tan baja y el tiempo tan corto que no se puede formar una fase líquida significativa durante el proceso de prensado en caliente. Por lo tanto, la reacción interfacial entre el elemento activo y las partículas de diamante puede verse limitada y la fuerza de unión interfacial solo puede mejorarse hasta cierto punto.

Para lograr una alta fuerza de unión entre la matriz de unión y los granos de diamante sin causar la degradación de los granos de diamante, la composición de la matriz de unión debe diseñarse de tal manera que se puedan aplicar bajas temperaturas de prensado en caliente y la ausencia de elementos en la matriz de enlace que cataliza la degradación, como Fe, Co y Ni, puede formar capas transitorias interfaciales que pueden adaptar la abundancia relativa de la matriz de enlace fuerte y frágil, lo que lleva a capacidades de autopresión. En este estudio, se utilizaron tres aleaciones a base de cobre diferentes como sustratos aglutinantes, incluidos Cu, Cu-15Sn y Cu-15Sn-10Ti (% en peso), y se varió el tamaño de las partículas de diamante para comparar sus efectos en el rendimiento de mecanizado del metal. Herramientas de diamante ligadas sobre alúmina.

El rendimiento de una herramienta de diamantese refleja parcialmente en su espectro de vibración durante el uso. La vibración asociada con la máquina puede ser similar a la vibración del movimiento del cuerpo generado por una herramienta giratoria, mientras que la vibración de la onda de presión es generada por la velocidad de avance mecánica, lo que sugiere que el motor de la máquina puede causar una vibración de fondo. Por ejemplo, si se utiliza una fuente de alimentación con un voltaje de 380 V y una frecuencia de 60 Hz, se inducirán vibraciones de fondo de 60 Hz y sus múltiplos enteros, como 120 Hz, 180 Hz, etc. Además, si se utiliza una frecuencia de alimentación de 60 Hz y el husillo funciona a 2000 rpm, se inducirá una frecuencia de fondo natural de 33 Hz y sus múltiplos enteros, como 66 Hz, 99 Hz, etc. Estas dos fuentes diferentes de frecuencias de vibración de fondo se amplificarán durante el proceso de mecanizado, lo que se traduce en un espectro de vibración de resonancia estructural. La intensidad de la vibración causada por el desequilibrio del husillo, la vibración del cojinete del motor y la resonancia estructural en unidades de aceleración gravitacional se pueden registrar durante el mecanizado junto con la velocidad del desequilibrio del husillo, la frecuencia de funcionamiento del motor y la resonancia estructural del cojinete mecánico. Esto proporciona un medio efectivo para probar el desempeño deherramientas de diamante durante el uso.