Točke znanja za lemljenje dijamantskih alata (dio 1)

 

Ključne riječi: dijamant, dijamantski alati, materijali za lemljenje, tehnologija lemljenja, primjena tehnologije lemljenja u dijamantnim alatima

 

 

 

Dijamant je funkcionalan materijal koji kombinira mnoga odlična svojstva. Najteži je prirodni materijal otkriven do danas, a njen jedinstveni optički, toplinski i mehanički svojstva dodatno poboljšavaju svoj status kao funkcionalni materijal. Dijamant je podijeljen u dvije glavne kategorije: prirodni dijamant i sintetički dijamant. Sintetički dijamant je dalje podijeljen u jedinstveni kristal i polikristalni dijamant. Sve tri vrste dijamanta mogu se koristiti za izradu dijamantskih alata.

 

Posljednjih godina globalna sintetička dijamantska proizvodnja dostigla je 15 milijardi karata, a Kina je dosljedno rangirala prvo u proizvodnji sintetičke dijamante. Kina, latecOmer na tržište, u posljednje dvije decenije doživjeli su brz razvoj u dijamantskoj industriji dijamantske alate, a ne samo da postiže samo najveću proizvodnju na svijetu već i razvijanje sveobuhvatnog raspona novih alata.

Dijamantni alati imaju širok spektar primjene, prije svega u preradu kamena, keramičke modifikacije, geološkog bušenja, bušenje ulja i rudarstvo. Oni također igraju važnu ulogu u izgradnji, građevinskim materijalima, obradom, optičkom staklu i nakitnom preradu i elektroniku i električnu industriju. Moderna proizvodnja je sve zahtjevniji dijamantski alati, a proizvodnja visokog krajnje opreme sve se više oslanja na razvoj dijamantskih alata za rezanje. Velika brzina, ultra brzina, visoka preciznost i ultra preciznost rezanje i brušenje, posebno za obradu tvrdog, krhka i izuzetno tvrdim materijalima, sada su nerazdvojni iz dijamantskih alata. Dijamantni alati mogu se kategorizirati aplikacijom, uključujući alate za piljenje, alate za brušenje i poliranje, alate za rezanje, alate za bušenje i crtež žica.

 

 

Alati za piljenje dijamanata kategorizirani su oblikom, uključujući dijamantske kružne testere, dijamantske pile, dijamantske žice, dijamantske žice i testere za dijamantne rupe. Dijamantne kružne testere su trenutno najčešći alat za piljenje u kamenoj i građevinskoj industriji, široko korišteno za rezanje proizvoda poput granita, mramora, keramike i betona. U kontekstu zelene proizvodnje, dijamantske kružne testere razvijaju se prema kombinacijskim pilama na više noža, a kombinirane testere i bande su tipične primjere. Gang testere sadrže desetine noževa dijamantskih testera montiranih jedna pored druge na pilotu, postižući nekoliko puta veću efikasnost rezanja od klasičnih abrazivnih pila. Rezultirajući rezovi stvaraju glatke, čak i presjeke, značajno smanjujući radno opterećenje brušenja i poliranja. Dijamantne žice se obično koriste za kamenolovanje granita i mramora, rezanja armiranog betona ili rezanja metalnih konstrukcija i postepeno se prelaze na obradu kamena i ploča sa posebnim oblikama. Dijamantne žice su sposobne precizno, uski Kerf rezanje tvrdim i krhkim materijalima, što ih čini široko korištenim u poluvodiču i fotonaponskim rezanjima stanica. Oni takođe pokazuju jedinstvene prednosti u preradi keramike, kvarc, drva i drugih materijala.

 

Dijamantni alati za mljevenje i poliranje općenito su pojam za geometrijski oblikovane abrazive vezane dijamantima pomoću veziva. Dijamantni abrazivi nude visoku finišu za brušenje, visoku efikasnost, male troškove obrade i dug životni vijek proizvoda. Zajednički alati za mljevenje dijamant uključuju brusilice, brusne blokove, brusne glave, brusne šalice, bubnjeve, valjke, točkove za kvadrat, točkove, točkove za odbojnje, štapiće za odgovaranje i blokove.

 

Dijamantski alati karakteriziraju izuzetno visoka tvrdoća i otpornost na habanje, visoki elastični modul, nizak koeficijent trenja, niskog toplotnog koeficijenta ekspanzije, odličan prijenos topline i nisko prijanjanje na obojene metale. Dijamantni alati mogu se koristiti za obradu tvrdog i krhka nemetalnih materijala (kao što su keramika, grafit i kompozitni materijali), kao i za preciznu obradu čvrstih obojenih materijala (kao što su legure bakra i aluminijskih legura i aluminijskih legura). Dijamantni alati dolaze u širokom rasponu vrsta, svaki sa značajno različitim performansama, strukturom, načinima pripreme i područja primjene. Uobičajeni dijamantni alati uključuju dijamantne alate za okretanje dijamanta, dijamantski glodanje, dijamantski dosadni alati, dijamantski nosači, dijamantske bušilice i dijamantne alate.

 

Dijamantni bušilice su napredni alati za bušenje, nudeći visoku efikasnost bušenja, visoke kvalitete rupa, minimalan intenzitet rada i niske troškove bušenja. Dijamantni bušilice prvenstveno su kategorizirani aplikacijom, uključujući bitove za bušenje ulja, bitove za bušenje uglja, bitove geološke istražne bušilice, inženjering bušilice za istraživanje, bitove tankog zidnog bušenja, i kompozitne bitove bušilice i kompozitne bitove bušilice.

 

 

 

Zbog ograničenja u tehnologiji izrade dijamanata, pojedinačne dijamantske čestice su relativno male, često se isporučuju kao fine čestice ili čak puder. Ovo predstavlja izazove u aplikaciji Diamond. Budući da dijamant može u potpunosti ostvariti samo izvrsna svojstva kada je pričvršćen na matrični materijal, vezanje sa matricom ključno je za njegovu primjenu.

 

Dijamant je svojstveno nespojiv s većinom metala. Fizički, dijamantski svojstva nisu kompatibilni s drugim materijalima, a hemijski, metalurški, oni su nespojivi, ograničavajući dijamantski lijepljenje.

 

U ranim danima dijamantske industrijske primjene, mehanička postavka bila je primarna metoda, kao što se vidi u alatima poput dijamantskih olovke i rezača stakla. Ovi alati zahtijevaju velike dijamantske čestice.

 

Za manje dijamantske čestice mehaničko podešavanje gotovo je nemoguće, što dovodi do izrade elektropoziranih metoda fiksne postavke. Opći postupak za elektromantni alat je sljedeći: Meštani alat, dimenzionalni tretman, odmašćivanje, klizanje, pranje za uklanjanje hladnog voda, elektroplata, dijamantna, zadebljanje sloja za oblaganje, čišćenje spremnika, uklanjanje vodonika, inspekcija i gotov alat.

 

Elektroplani dijamanti imaju slabu čvrstoću i nisku dijamantsku izloženost, što utiču na rezanje sile i oštrine. Hrana dijamantski alati se bave ovim nedostacima. Hrana dijamantski alati kategorizirani su kao površinski set i impregnirani. Površinski set alata uključuju dijamant za lemljenje direktno na površinu podloge, dok impregnirani alati uključuju dijamant s drugim materijalima za formiranje kompozita. Proces sinterovanja dijamantskog kompozita u suštini je proces difuzijskog lemljenja između dijamanta i supstrata. Vrućim pritiskom na dijamant i karbid u kompaktan (PDC), dijamantna veza se pretvara u obveznicu karbide.

 

 

Proces sinterovanja dijamantske matrice (obično se poznat kao oštrica) takođe je postupak lemljenja difuzije. Dijamantno lemljenje alata može se kategorizirati u tri glavne vrste: jednoslojni dijamantski lemljenje, dijamantski sečiv za lemljenje i PDC kompozitni lemljenje ploča.

 

Vruće ili hladno prešanje sinterovanja dijamantskih lopatica je tipičan proces za lemljenje difuzije. U ranim danima prerade dijamantnog oštrice, metalni prah sa niskim temperaturom bio je tipično rastopio difuziju lemljenim sa visokim temperaturnim metalnim prahom za dodatno osiguranje dijamanta. Sa tehnološkim napredovanjem, pojavili su se aktivni napredak koji su unaprijed legirani puderi koji sadrže elemente oblikovanja karbida (kao što su hrom, titanijum, vanadij i molibden). Difuzijsko lemljenje ili lemljenje postiže se reagiranjem aktivnog pregružnog praha sa dijamantima da bi se formirao karbide. Formiranje karbida je sporo, što proizlazi iz međusobne difuzije i migracije aktivnih elemenata u predreločnom prahu i ugljiku u dijamantu. Ovaj proces zahtijeva dugo vremensko razdoblje na određenoj temperaturi za pojavu atomske difuzije i reakcije, čineći vruće pritiskom na sinteru lakše postići ovaj difuzijski proces.

 

Branjenje jednoslojnih dijamantskih alata obično koristi aktivni ili nikl-baziran za lemljenje metala. Ovaj proces, kroz prisustvo jakih elemenata ili legura koji formiraju karbid, stvara hemijsku metaluršku vezu između matričnog materijala i dijamanta, poboljšavajući prianjanje lemljenja na dijamantu. Jednoslojni lemljeni alati imaju visok postotak izloženih dijamanata koji se opiruju prolijevanju, što rezultira oštrim rezanjem i odličnim uklanjanjem čipa. Uređeni raspored dijamanata ne osigurava samo racionalnu distribuciju dijamantnog sloja na površini alata, maksimizirajući dijamantsku rezanje snage, ali također značajno smanjuje dijamantsku upotrebu, smanjenje troškova alata i poboljšanje efikasnosti alata i poboljšanje efikasnosti alata.

 

Savjeti za brisanje dijamanata predstavljaju jedinstvene izazove. Prvo, savjeti za alate su metalurški proizvodi u prahu s brojnim kapilarima. Drugi, savjeti za alate sintero su, što rezultira prisustvom oksida na površini i unutar. Treće, sastav savjeta savjeta alata variraju, postavljajući značajne zahtjeve za lemljenje materijala i procesa.

 

Budući da je PCD-ova dozvoljena temperatura grijanja ograničena (općenito temperature otporne na toplinu ne prelaze 720-780 stepeni), primarno se koriste srebrne lemljenje. Međutim, uobičajeni srebrni mamac za lemljenje imaju nisku otpornost na toplinu i lošu vernost za dijamant i karbid. Trenutno su dostupni specijalizirani PDC lemljenje alata koji mogu ispuniti zahtjeve PDC-a za lemljenje poboljšanjem visoke temperature i umornog materijala za lemljenje i optimizacija procesa lemljenja.

 

 

 

Nakon 1930-ih, principi metalurgije praha počeli su se koristiti za proizvodnju dijamantskih kružnih pile. Rani alatima su prvenstveno snimljeni od dijamantskog, visokog taleta metalnog praha, elementarnog metalnog metalnog metala i materijala za punjenje, sa metalnim prahom malim topljenjem kao punilo za lemljenje. Nakon 1960-ih, dijamantski alati brzo se razvijali, a sve veći broj institucija počeo je sustavno istražiti matrične pudere. Prethodno legirani punila u prahu, posebno su prikupili sve veću pažnju na njihovu svojstva za difuziju u dijamantskim alatima.

 

Tijekom upotrebe dijamantskih alata, značajna količina dijamanta gubi se zbog matričnog trošenja, a ne habanja i neuspjeha samih dijamanata. To rezultira relativno niskom brzinom iskorištavanja dijamanata. To je zato što se proizvodnja tradicionalnog dijamantnog segmenta oslanja na mehaničku enkapsulaciju dijamanata unutar matrice. Budući da dijamanti ne mokri metalni matrični materijal, nakon što matrica nosi na određenu visinu, dijamanti se lako odvajaju od metalne matrice, značajno smanjujući performanse i život dijamantskog alata. Poboljšanje kapaciteta dijamantskog inkapsulacije matrice je najefikasnija tehnička mjera za sprečavanje preravnog dijamantskog gubitka. U početku se ovaj pristup prvenstveno fokusirao na poboljšanje prianjanja kroz mehaničku ekstruziju i enkapsulaciju, što je rezultiralo iz faznim transformacijama u matričnom prahu. U protekle dve decenije, intenzivno se pojačalo istraživanje hemijskog metalurškog lepljenja aktivnih unaprijed legiranih pudera s dijamanom.

 

Dodavanje snažnih elemenata koji formiraju karbid kao što su nikl, titanijum, cirkonijum, volfram do unaprijed legiranih pudera poboljšavaju veludnost prema dijamantima i, kroz difuziju lemljenje tokom sintranje, jača kemijsku vezu između matrice i dijamanta. To povećava visinu ruba dijamanata tokom brušenja, poboljšavajući efikasnost rezanja i iskorištavanja dijamanta. Nadalje, unaprijed legirani prah, koji djeluje kao lembiranje metala punila, poboljšava stabilnost i konzistentnost dijamantskih bitova rezanja. Državna ključna laboratorija za novim lemljenjem i tehnologijama sustavno su proučavali punilo za lemljenje u prahu na temelju pudera za lemljenje pudera, razvijajući seriju punila za lemljenje srebra i bakra, uključujući fbag737, FBCU14, FBCU14, FBCU70 i FBCU423.

Budući da je temperatura topljenja unaprijed legiranih pudera kompatibilan s temperaturom dijamantskih bitova dijamantskih alata, vrućim prešanjem i sinterima su postupci lemljenja difuzije, dok su hladno prešanje i sintering prolazne procese lemljenja tekućine. I vrući i hladni prešani procesi omogućavaju vlaženje reakcija između elemenata visokog taljenja i dijamanta na umjerenim temperaturama.

 

Reaktivni u prednapregnutih pudera, zamijenjeni elementarnim metalnim prahom, bave se sintranje impregniranih dijamantskih kompozita, kao što su neravnomjerno miješanje dijamantskih metalnih praha, slabe interakcije hitnih topihnih elemenata, volatilizacija elemenata visokog pare, strukturne segregacije komponenti i nestabilnih čvrstoća vezanja. Mehanički držač matrice na dijamantski umetkom optimiziran je na umetnu / lemljenje kompozitne veze, što poboljšava dijamantsku visinu i oštrinu. Prilikom rezanja granita sa oštricom pripremljenim prahom koji je razvio državna laboratorija za rezanje novih materijala za lemljenje i tehnologije, brzina rezanja može se povećati za 1,5 do 2 puta, a život pile može se produžiti za 1,2 do 1,6 puta.

 

 

Direktno lemljenje jednoslojnih dijamanata prvenstveno se koristi u proizvodnji sljepovi za mljevenje kotača, mjernih alata, kamenih alata, dragulja ili alata za graviranje stakla i kotača dijamanata, dijamantskih kotača i dijamantskih datoteka. Proces lemljenja postiže metaluršku vezu između dijamantskog, lemljenog metala i metalne podloge, što rezultira visokom čvrstoćom vezom. Visina ruba dijamanta znatno je veća od one koja se postiže elektroplatom. Kao rezultat toga, lemljeni jednoslojni dijamantski alati su oštri, imaju veliku čip čip, manje su osjetljivi na začepljenje tijekom upotrebe i postizanje iskorištavanja visoke dijamantske gritske.

 

Većina legura za lemljenje metalnih legura imaju poteškoće u vlažnom dijamantu, a dijamant je podložan grafitizaciji i oksidaciji na visokim temperaturama. Zbog grafitizacijske tranzicijske temperature dijamanta, temperatura lemljenja ne smije prelaziti 1050 stepeni, čak ni u vakuumskom okruženju. Diamond Lemring ima ograničen izbor metala punila za lemljenje. Odabrani metal punila mora osigurati dobro vlaženje dijamant i formirati hemijsku i metaluršku vezu s njim. Također mora održavati oštrinu i izbjeći pretjeranu koroziju. Nadalje, nosivost metala za punilo moraju biti kompatibilne s obradom materijala kako bi se osigurala optimalna dijamantska izloženost i dugi radni vijek.

 

Elementi koji formiraju karbid kao što su titanijum, cirkonijum, hrom i vanadijum mokri dijamantni bunari, ali njihove taliranje su previsoke, što je previsoko, uzrokujući da dijamant postane ozbiljno grafitiziran na visokim temperaturama. Kobalt, glačalo i aluminijum učinkovito vlažan dijamant u svom tečnom stanju, ali oni su ozbiljno korozivni u njihovom rasponu od njenog veća. Trenutno se dva zajednička procesa koriste za poboljšanje dijamantske vetabilnosti i smanjenje termičke štete. Jedan uključuje dodavanje aktivnih elemenata u konvencionalne legure legljača kako bi se poboljšala njihova vernost i afinitet za dijamant. Drugi uključuje premazivanje dijamantske površine metalom. Pri lemljenju sa legurama u prah visokog topljenja, površinski metal učinkovito štiti dijamant, minimiziranje termičke štete i poboljšavajući njegovu vernost.

 

Dvije glavne vrste novih legura za lemljenje su stvorene dodavanjem aktivnih elemenata u konvencionalne legure za lemljenje: legure bake na bazi bakra, poput AG-Cu, CU-SN i NI-Cr. AG-CU i CU-SN legure za lemljenje nijansiranja su prvenstveno dizajnirane da minimiziraju termički oštećenje dijamanta, ali rezultirajući lemljeni alat je slab, što otežava postizanje agresivnog mljevenja. Dijamantni alati za legure sa Ni-CR legure pokazuju izvrsnu otpornost na habanje i otpornost na visoke temperature.

Procesi za lemljenje jednokristalnih ili jednoslojnih dijamantskih alata uključuju usisivanje vakuumskog peći, lasersko lemljenje i zaštićenu plinu visokofrekventnu indukcijsku lemljenje. Lemljenje u vakuum peći ima visoku proizvodnu efikasnost i jednolično grijanje, te mogu zavariti radne dijelove sa složenim strukturama i velikim veličinama. Lasersko lemljenje koristi lasersku gredu kao izvor topline zavarivanje. Za vrijeme zavarivanja, radni komad se nalazi u lokalnoj radnoj strani, a dijamant ostaje u stanju visokotemperaturnog stanja, što može učinkovito spriječiti dijamant iz podvrgavanja grafitizacije. GAS-oklopljena indukcijska lemljenje koristi visokofrekventnu indukciju kako bi istovremeno zagrijali podlogu i leguru za lemljenje. Ima visoku temperaturu grijanja, brzu brzinu grijanja i jednostavno je kontrolirati temperaturu. Takođe može da se toplo na lokalnojlože i lako je postići automatsku kontrolu.

 

Ovaj članak govori o principima za lemljenje tehnologije koja se koristi u lemljenim dijamantskim alatima, razvoju lembine tehnologije i informacije o lemljenim materijalima, procesima i opremi. Takođe predlaže budući smjer tehnologije lemljenja u industriji dijamantske alate.

 

(Ovaj lemljeni lemljeni dijamantski bad za velvet Poliranje efektivno kombinira postupak lemljenja sa tehnologijom fleksibilnog dijamantskog podloge za poliranje. Čini brušenje oštrom i ekonomičnijem.)

 

 

Sadržaj ovog članka:

• 1. Dijamantni alati i njihove klasifikacije
• 2. Oblici dijamantskih veza
• 3. Primjene tehnologije lemljenja u dijamantskim alatima
• 4. Difuzijsko lemljenje za vrijeme dijamantske matrice sintering
• 5. Branjenje jednoslojnih dijamantskih alata
• 6. Lemljenje dijamantskih segmenata na matricu
• 7. Branjenje dijamantskih kompozita
• 8. Oprema za lemljenje dijamanta i procesi
• 9. Trendovi razvoja u diamondskom lemljenjem alata
• . Zaključak

Zbog ograničenog prostora, ova web stranica podijeljena je u dva dijela za vašu referencu.

 

Točke znanja za lemljenje dijamantskih alata (2. dio)