Uloga željeznog praha u dijamantskim alatima

Uloga željeznog praha u dijamantskim alatima

Gvozdeni prah je osnovna komponenta koja se koristi u najvećim količinama i po najnižoj ceni u formulacijama matrice dijamantskih alata. Široko se koristi u vruće-prešanim, sinteriranim dijamantskim alatima-kao što su blokovi za brušenje kamena, burgije za beton i segmenti lista testere-često u kombinaciji sa bakrom, kalajem, kobaltom i niklom. Na osnovu mehanizama sinterovanja i proizvodnih praksi, njegova uloga se može kategorizirati u tri područja: prednosti, nedostaci i razmatranja obrade.

(smanjeni željezni prah)

 

 

1 Smanjuje troškove sirovina i optimizuje ekonomičnost formulacije

• Gvozdeni prah je znatno jeftiniji od praha kobalta ili bakra visoke{0}}čistoće. Kao primarni materijal za punjenje koji se dodaje u velikim količinama, drastično snižava cijenu matričnih sirovina, čineći ga najkritičnijim niskim-baznim sastojkom za masovnu proizvodnju dijamantskih alata.

 

2 Reguliše tvrdoću matrice i otpornost na habanje kako bi odgovarao različitim radnim komadima
Gvožđe ima umerenu tvrdoću; dodavanje odgovarajućih količina povećava otpornost matrice na habanje.

• Formulacije sa visokim-gvožđem: povećana otpornost matrice na habanje čini ih pogodnim za obradu granita, betona visoke{1}}vrste i tvrdih, visoko{2}}kvarcnih podloga, čime se usporava potrošnja matrice i produžava vijek trajanja alata.
• Smanjen sadržaj gvožđa: rezultira mekšom matricom sa bržim-mogućnošću samooštrenja, što je čini pogodnom za mekše materijale kao što su mermer i luksuzno kamenje.

 

3 Poboljšava performanse sinteriranja i promovira sinter-tečne faze

• Gvožđe može formirati legure niske{0}}tačke{1}}faze sa kalajem i bakrom. Unutar standardnog raspona temperature sinterovanja vrućim-prešanjem (760–830 stepeni), promoviše metalurško vezivanje između čestica praha i povećava gustinu matrice. Redukovani željezni prah nepravilnog oblika nudi superiorno mehaničko spajanje u odnosu na raspršeni željezni prah, čime se povećava snaga oblikovanja zelenog tijela.

 

4 Poboljšava mehaničko zadržavanje dijamantskih čestica
Nakon sinterovanja, matrica na bazi gvožđa- pokazuje odlične sposobnosti mehaničkog povezivanja. Uz pravilnu formulaciju, matrica čvrsto inkapsulira čestice dijamanata, odgađajući prerano izvlačenje dijamanata-tokom brušenja; zadržavanje je dodatno poboljšano kada se koristi sa dijamantima obloženim titanijumom-.

5 Podešava udarnu žilavost matrice

• U poređenju sa matricama na bazi čistog bakra{0}}, dodavanje gvožđa povećava žilavost. To čini segmente i blokove za mljevenje manje sklonim krhkom lomu ili lomljenju pri obradi armiranog betona ili kamena s neravnomjernom raspodjelom agregata.

 

Ključna razmatranja za dizajn formulacije
1 Podložnost oksidaciji

• Gvozdeni prah vrlo lako oksidira; izlaganje vlazi ili neadekvatna atmosferska zaštita tokom sinterovanja dovodi do stvaranja oksida gvožđa. Ovi oksidi se akumuliraju na granicama zrna, slabeći vezu između čestica praha i uzrokujući šupljine ili pukotine unutar matrice, što rezultira osipanjem zrna i smanjenom čvrstoćom matrice. Shodno tome, potrebne su strože mjere za sprječavanje oksidacije tokom miješanja, skladištenja i sinterovanja.

 

2 Prekomjerno stvaranje toplote zbog trenja i rizik od termičke degradacije dijamanta

• Gvožđe ima umerenu toplotnu provodljivost, što dovodi do visokog stvaranja toplote tokom trenja brušenja. Pod kontinuiranom obradom sa velikim-opterećenjem, lokalizirane temperature naglo rastu, lako uzrokujući grafitizaciju i otupljivanje dijamanta. Prilikom obrade mekog luksuznog kamena ili mramora svijetle{3}}boje, odvojene željezne opiljke mogu oksidirati i formirati mrlje od rđe, uzrokujući trajne žute mrlje na površini kamena.

 

3 Prekomjeran sadržaj gvožđa dovodi do lomljive matrice i lošeg samo-oštrenja

• Ako je udio željeznog praha previsok, matrica postaje pretjerano tvrda i nema sposobnost samo{0}}oštrenja. Nakon dužeg brušenja, površina matrice postaje polirana; dijamanti ne otkrivaju nove rezne ivice, što dovodi do klizanja i usporenog rezanja.

 

4 Značajan uticaj veličine i morfologije čestica na karakteristike obrade

• Grubi sferni raspršeni željezni prah nudi dobru tečnost, ali pokazuje lošu kompatibilnost i nisku aktivnost sinterovanja. Fino reduciran željezni prah nudi visoku aktivnost sinterovanja i dobru kompatibilnost, ali pati od loše protočnosti i neravnomjerne distribucije praha, što može dovesti do nedosljednosti težine u segmentima za mljevenje.

 

 

1. Redukovani gvožđe u prahu: Porozne čestice nepravilnog oblika sa visokom aktivnošću sinterovanja; glavni izbor za segmente za brušenje kamena u Kini.
2. Atomizirani željezni prah: Sferične čestice sa odličnom tečljivošću; pogodan za potpuno automatizovanu, kontinuiranu proizvodnju kalupa, iako je aktivnost sinterovanja relativno niska.
3. Scenariji aplikacija:

• Metalni{0}}vezani segmenti za brušenje za granit i burgije za beton opće{1}}namjene: formulacije sa srednjim-do-visokim sadržajem željeza, balansirajući otpornost na habanje i cijenu.
• Segmenti za brušenje meke-matrice za mermer i luksuzni kamen: smanjen udio željeznog praha i povećan sadržaj bakra kako bi se smanjio rizik od hrđe i poboljšao samo-oštrenje.
• Zubi za bušenje sa visokim-udarcima za temelje šipova: Umjereno smanjen sadržaj gvožđa sa povećanim sadržajem kobalta i nikla za poboljšanje žilavosti i sprečavanje pucanja zuba.

 

(Segment dijamantskih svrdla)

 

Kratak sažetak
Osnovna vrijednost željeznog praha leži u njegovoj sposobnosti da formira matrični okvirniske cijene uz reguliranje otpornosti na habanje i gustine sinteriranja.

Njegove prednosti uključuju visoku -efikasnost, umjerenu otpornost na habanje i pristojnu žilavost; njegovi nedostaci su sklonost oksidaciji i izazivanju kontaminacije rđe, kao i rizik od zastakljivanja matrice i klizanja ako se koristi prekomjerno. Inženjeri formulacije balansiraju oštrinu rezanja, vijek trajanja i troškove proizvodnje prilagođavanjem sadržaja željeznog praha i veličine čestica-često u kombinaciji sa sistemima bakra, kalaja, kobalta i nikla- kako bi se prilagodili specifičnim radnim uvjetima za primjenu kamena ili betona.