Termenul superabrazivi a fost folosit pentru a descrie noi opțiuni pentru sculele de tăiere bazate pe un material de diamant policristalin (PCD) dezvoltat de compania General Electric (GE) din SUA în anii 1970. Acești compuși foarte duri și fragili au reprezentat o îmbunătățire a sculelor de șlefuire și tăiere disponibile, deși necesitau tehnici noi pentru o utilizare adecvată. Materialele sunt atât de dure, încât doar roțile de tăiere cu diamante pot fi folosite pentru a modela sculele de tăiere realizate din acești compuși.
Pentru ca un material să poată lustrui pe altul, primul material trebuie să fie mai dur decât al doilea. Duritatea este o valoare semi-cantitativă și se referă la capacitatea globală a unui material de a evita ruperea la aplicarea forței. Duritatea este de obicei asociată cu robustețea în utilizare și cu durata lungă de viață. Materialele utilizate în piesele critice au devenit mai dure și mai rezistente la abraziune pe măsură ce au fost dezvoltate îmbunătățiri ale aliajelor metalice și structurilor bimetalice. Aceste piese trebuie prelucrate conform specificațiilor pentru a îndeplini cele mai înalte toleranțe, formarea singură este insuficientă.
Pe măsură ce piesele metalice au devenit mai puternice, au fost dezvoltate materiale mai dure pentru scule de tăiere, inclusiv oțel carbon pentru scule, oțel de mare viteză și aliaje turnate. S-au folosit și materiale pe bază de ceramică, precum carburile cimentate și cermeturile. Introducerea supraabrazivelor a lărgit enorm opțiunile disponibile producătorului de scule.
Superabrazivele GE PCD constau dintr-un strat de diamant de dimensiunea micronului – 3.3 × 10-6 picioare sau 1 × 10-6 metri – lipit pe un substrat de carbură. PCD este un diamant sintetic format din mai multe cristale. În timpul șlefuirii, aceste cristale se desprind și lasă margini mai ascuțite pentru a continua lustruirea. Marginile curate ale particulei sparte curăță mai ușor suprafața de șlefuire, evitând blocarea suprafeței. Acest atribut de auto-curățare permite ca roata de șlefuit să fie acționată la viteze mai mari, reduce sarcina electrică și produce mai puțină căldură.
Nitrura de bor cubic policristalin (PCBN) este o clasă similară de superabrazive care înlocuiește cristalele de bor cubic cu cristale de diamant. PCD este utilizat pentru aplicații neferoase, cum ar fi aluminiul și cuprul, și pentru materiale organice, cum ar fi materialele plastice, compușii de cauciuc și lemnul. Materialele PCBN sunt folosite pentru aplicații feroase, cum ar fi fonta cenușie. În ambele tipuri de superabrazive, mijloacele prin care agentul este lipit de substrat este importantă și pentru performanță. O legătură vitrificată pare a fi superioară legăturilor de metal sau rășină în multe aplicații, prezentând finisarea superioară a marginilor agenților de legătură cu metal și tăierea agresivă a agenților de rășină.
Pentru a utiliza sculele de tăiere supraabrazive, producătorii de scule au trebuit să învețe noi tehnici. Combinațiile de succes de viteze de avans și viteze ale roților nu ar produce produse de calitate. Drept urmare, profesia de șlefuire a dezvoltat noi mașini și procese pentru a lucra cu noile materiale.
Uneltele de tăiere PCD și PCBN pot fi măcinate în sine numai cu materiale mai dure. Numai roțile diamantate sunt capabile să măcina superabrazivele. Roțile trebuie specificate cu atenție în ceea ce privește tipul de diamant, dimensiunea cristalului și friabilitate pentru a șlefui eficient aceste materiale super dure.