Uloga kalajnog praha u dijamantskim alatima

Uloga kalajnog praha u dijamantskim metalnim{0}}olatima za vezivanje
Limeni prah (Sn) je uobičajeno korištena komponenta za modificiranje faze na niskoj{{0}temperaturnoj tekućini{1}}u matricama dijamantskih alata. Široko se dodaje formulacijama zasnovanim na Fe-Cu ili Fe-Cu-Co sistemima. Koristeći svoju nisku tačku topljenja kako bi se olakšalo sinterovanje u tečnoj{7}}fazi, široko se koristi u proizvodima kao što su segmenti za -rezivanje kamena, mokri podmetači za poliranje i geološka burgija.

 

1. Osnovne funkcije

1) Snižavanje temperature sinterovanja i zaštita dijamanata
Sa tačkom topljenja od samo 231,9 stepeni, kalaj se topi rano tokom procesa sinterovanja da bi se formirala tečna faza. Mehanizmom sinterovanja u tečnoj{2}}fazi podstiče preuređivanje i međusobnu difuziju čestica praha gvožđa i bakra. Ovo značajno snižava ukupnu temperaturu sinterovanja matrice (često na 700-800 stepeni), sprečavajući dijamantski grafitizaciju i degradaciju čvrstoće uzrokovane visokim temperaturama; stoga služi kao ključna "pomoć za sinterovanje" u formulaciji.

 

2) Povećanje gustine matrice i popunjavanje unutrašnjih praznina
Rastopljeni kalaj teče kapilarnim djelovanjem kako bi popunio praznine između čestica praha matriksa, smanjujući unutarnju poroznost. Ovo povećava gustinu matrice i čvrstoću na savijanje, a minimizira rizik od unutrašnjih pukotina i gubitka materijala (struganja).

 

3) Poboljšanje vlaženja i jačanje mehaničkog zadržavanja dijamanata
Kalaj smanjuje površinsku napetost rastaljene legure, poboljšavajući vlaženje površine dijamanta vezivnim materijalom. Dok kalaj hemijski ne reaguje sa dijamantom da bi formirao karbide, tečni kalaj formira leguru sa Cu i Fe koja čvrsto obuhvata čestice dijamanta. Ovo poboljšava mehaničko zadržavanje, čime se smanjuje prerano gubitak dijamanata tokom rada.

 

4) Podešavanje mehaničkih svojstava matrice i optimizacija karakteristika samo-oštrenja
Odgovarajuća količina kalaja omogućava fino-podešavanje tvrdoće matrice i otpornosti na habanje. Kontrolom stope trošenja matrice radi sinhronizacije sa dijamantskim trošenjem, osigurava kontinuirano, efikasno izlaganje dijamantskih reznih ivica, čime se povećava oštrina alata. U formulacijama na bazi gvožđa-kalaj rafinira zrna legure i uravnotežuje žilavost i lomljivost matrice. Improving Powder

 

5) Mogućnost obrade kalupa
Optimizira učinak presovanja mješavina praha i povećava čvrstoću hladno{0}}kompakta; smanjuje lomljenje tokom vađenja iz kalupa i rukovanja; i osigurava kompatibilnost sa proizvodnim procesima hladnog{1}}e sinterovanja.

 

2. Ograničenja kalajnog praha

(Ključna razmatranja formulacije)
1) Osetljivost na dozu; višak dovodi do lomljivosti
Previše kalaja povećava lomljivost matrice, čineći segmente sklonim lomljenju ivica u uslovima udara; tipične formulacije drže nivo dodatka u rasponu od 2% – 8%.

 

2) Sklon tečenju i defektima "-oticanja" na visokim temperaturama
Prekomjerne temperature sinteriranja ili vremena držanja mogu uzrokovati curenje ili segregaciju tekućeg kalaja, što rezultira površinskim otjecanjem-otjecanja na segmentu i neujednačenošću kompozicije{1}}.

 

3) Visok koeficijent termičkog širenja
Tokom hlađenja dolazi do značajnih promjena zapremine; nepravilne proporcije mogu stvoriti unutrašnje naprezanje i izazvati mikro-pukotine.

 

4) Podložnost oksidaciji
Ultrafini prah od kalaja brzo oksidira u kontaktu sa vazduhom; oksidirani kalaj gubi funkciju tečne{0}}faze, direktno smanjujući gustinu sinterovanja, tako da se sirovine moraju skladištiti u zatvorenim kontejnerima.

(kalajni prah/Sn)

 

3. Reference aplikacije i logika formulacije

 

• Listovi pile za rezanje kamena{0}}, segmenti testere i blokovi za mokro brušenje: Gvozdeni-bakarni sistemi u kombinaciji sa oštrinom rezanja i otpornošću na habanje balansiranog kalajnog praha;
• Inženjerska burgija podložna velikim udarnim opterećenjima: Strogo kontrolišite sadržaj kalaja kako biste sprečili prekomernu krhkost matrice;
• Alternativne mogućnosti proizvodnje: Cink prah također snižava temperature sinteriranja, ali matrice od legure bakra-kalaja nude superiornu tvrdoću i otpornost na habanje u poređenju sa sistemima od bakra{1}}cinka, što ih čini pogodnijim za obradu granita i tvrdog kamena.