Κατανόηση των εργαλείων συγκολλημένων διαμαντιών

Το διαμάντι έχει εξαιρετικές ιδιότητες όπως εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα, ισχυρή αντοχή στη φθορά, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, καθιστώντας το το καλύτερο υλικό για την κατασκευή εργαλείων κοπής και λείανσης. Τα διαμαντένια εργαλεία είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα εργαλεία για την επεξεργασία σκληρών και εύθραυστων υλικών μέσω κοπής, λείανσης και άλλων μεθόδων. Με βάση τη μέθοδο επεξεργασίας, μπορούν να ταξινομηθούν σε τύπους όπως εργαλεία διάτρησης, εργαλεία πριονίσματος και εργαλεία λείανσης.

 

 

Η συγκόλληση και η ηλεκτρολυτική επίστρωση είναι δύο κοινώς χρησιμοποιούμενες διαδικασίες κατασκευής εργαλείων διαμαντιών.

 

Στα επιμεταλλωμένα εργαλεία διαμαντιού, τα σωματίδια διαμαντιού στην επιφάνεια δεν σχηματίζουν χημικό μεταλλουργικό δεσμό με το υλικό πλήρωσης. Ο χώρος του τσιπ είναι μικρός και τα λειαντικά σωματίδια είναι επιρρεπή σε αποκόλληση αφού υποβληθούν σε δύναμη, με αποτέλεσμα κακές ιδιότητες αυτο-ακονίσματος.

 

Τα εργαλεία με συγκολλημένο διαμάντι αντικαθιστούν τα παραδοσιακά εργαλεία διαμαντιού με μονή-επικάλυψη. Κατασκευάζονται με θέρμανση σε υψηλές θερμοκρασίες για να λιώσει το υλικό συγκόλλησης, χρησιμοποιώντας το λιωμένο υγρό κράμα για να σχηματίσει έναν χημικό μεταλλουργικό δεσμό μεταξύ του διαμαντιού και του υποστρώματος. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται σύνδεση υψηλής-αντοχής μεταξύ του διαμαντιού, του υλικού συγκόλλησης κραμάτων και του βασικού μετάλλου, προσφέροντας πλεονεκτήματα όπως λεπτό στρώμα συγκόλλησης, υψηλή προεξοχή σωματιδίων λειαντικών, μεγάλος χώρος τσιπ και αντοχή στην αποκόλληση λειαντικών σωματιδίων. Αυτό τους επιτρέπει να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις για αποτελεσματική επεξεργασία δύσκολων-να-μηχανουργικών υλικών όπως πέτρα, κεραμικά και καρβίδιο με τσιμέντο.

 

 

Λόγω της δυσκολίας διαβροχής της επιφάνειας του διαμαντιού με κράματα συγκόλλησης μετάλλων που χρησιμοποιούνται συνήθως, η ικανότητα συγκόλλησης του διαμαντιού είναι εξαιρετικά κακή. Επί του παρόντος, οι μέθοδοι συγκόλλησης ενεργού μετάλλου ή επιμετάλλωσης επιφάνειας διαμαντιού χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βελτίωση της συγκολλητικότητας μεταξύ διαμαντιού και μετάλλου.

 

Ενεργή συγκόλληση μετάλλων:

Για τη συγκόλληση με διαμάντια, η συγκόλληση ενεργού μετάλλου αναφέρεται στην προσθήκη ενεργών στοιχείων (συνήθως ισχυρών στοιχείων που σχηματίζουν καρβίδιο-) όπως Ti, Zr, Cr, V, κ.λπ., στο κράμα συγκόλλησης. Μέσω χημικών αντιδράσεων, σχηματίζονται καρβίδια, επιτυγχάνοντας μια μεταλλουργική σύνδεση μεταξύ του διαμαντιού και του κράματος συγκόλλησης και στη συνέχεια συνδέοντας το διαμάντι με το μεταλλικό υπόστρωμα μέσω του κράματος συγκόλλησης μετάλλων. Η διεπαφή άρθρωσης με συγκολλημένο διαμάντι φαίνεται στο σχήμα 1.

 

Σχήμα 1 Διεπαφή αρμού με συγκολλημένο διαμάντι

 

Επεξεργασία Μεταλλοποίησης Επιφανειών Διαμαντιού
Η επιφάνεια του διαμαντιού υποβάλλεται σε επεξεργασία ενεργοποίησης μετάλλου για να δώσει στην επιφάνεια-ιδιότητες παρόμοιες με το μέταλλο, οι οποίες είναι πιο ευνοϊκές για τη συγκόλληση μεταξύ του διαμαντιού και του κράματος συγκόλλησης μετάλλου. Η επιφανειακή επιμετάλλωση περιλαμβάνει κυρίως ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση που ακολουθείται από ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, εξάτμιση υπό κενό, ψεκασμό με πλάσμα, ψεκασμό με μαγνητρόνιο, χημική εναπόθεση ατμών, φυσική εναπόθεση ατμών και μηχανική επίστρωση. Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση ακολουθούμενη από ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση και εξάτμιση κενού χρησιμοποιούνται συχνότερα. Μέταλλα υψηλής αντίδρασης όπως Ti, Cr, W και Mo επιλέγονται συνήθως για επιμετάλλωση. Η μεταλλική επίστρωση διευκολύνει τη μεταλλουργική σύνδεση μεταξύ του διαμαντιού και του υποστρώματος και μπορεί να βελτιώσει τη δύναμη συγκράτησης του υποστρώματος εργαλείου διαμαντιού στα σωματίδια διαμαντιού.

 

(1) Διαφορετικά κράματα και διάφορα μεταλλικά σωματίδια μπορούν να προστεθούν κατά τη διαδικασία συγκόλλησης για να επιτευχθούν βέλτιστα αποτελέσματα για τη συγκολλημένη άρθρωση.
(2) Η αντοχή του διαμαντιού κάτω από διαφορετικά κράματα συγκόλλησης μπορεί να ρυθμιστεί ελέγχοντας τη θερμοκρασία. Οι διαφορετικές θερμοκρασίες συγκόλλησης επηρεάζουν το στρώμα αντίδρασης μεταξύ του κράματος συγκόλλησης και του υλικού βάσης. Όσο πιο παχύ είναι το στρώμα αντίδρασης, τόσο μικρότερη είναι η διαβάθμιση της θερμικής τάσης και τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή της άρθρωσης. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, όσο πιο παχύ είναι το στρώμα αντίδρασης, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση αναντιστοιχίας θερμικής διαστολής και τόσο πιο επιρρεπής σε ρωγμές.

 

 

(1) Το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης πρέπει να έχει καλή διαβρεξιμότητα και αντοχή συγκόλλησης τόσο με το διαμάντι όσο και με το υλικό μήτρας.
(2) Η επιλογή των υλικών συγκόλλησης και η διαδικασία συγκόλλησης πρέπει να διασφαλίζουν τη σταθερότητα του διαμαντιού για τη μείωση ή την αποφυγή της διάβρωσης του διαμαντιού από το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης.
(3) Ένα μεταλλικό υλικό (κράμα) με χαμηλό σημείο τήξης και συντελεστή θερμικής διαστολής κοντά σε αυτόν του διαμαντιού θα πρέπει να επιλεγεί ως μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης. Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η προσθήκη ορισμένων ενεργών στοιχείων για τη βελτίωση της διαβρεξιμότητας και της συγγένειας με το διαμάντι, επιτυγχάνοντας έτσι την αποτελεσματική συγκόλληση του διαμαντιού και την ικανοποίηση των απαιτήσεων μηχανικής απόδοσης του υλικού μήτρας.

 

 

 

Για να συγκριθεί η απόδοση της επεξεργασίας, παρασκευάστηκαν τρία σετ ηλεκτρολυμένων κεφαλών λείανσης και συγκολλημένες κεφαλές λείανσης με τον ίδιο τύπο και μέγεθος πληρωτικού και λειαντικού υλικού συγκόλλησης. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν για την επεξεργασία κεραμικών πλακών αλουμίνας και συγκρίθηκε η διάρκεια ζωής τους. Παρατηρήθηκε ότι η διάρκεια ζωής των κεφαλών λείανσης με συγκολλημένο διαμάντι ήταν τριπλάσια από εκείνη των επιμεταλλωμένων κεφαλών λείανσης. Επιπλέον, οι συγκολλημένες κεφαλές λείανσης εμφάνισαν λιγότερο σπάσιμο και αποβολή σωματιδίων από λειαντικό και δεν εμφανίστηκε ξεφλούδισμα του στρώματος χαλκοσυγκόλλησης, καταδεικνύοντας την ανώτερη απόδοση επεξεργασίας των εργαλείων χαλκού διαμαντιού.

 

 

 

Αυτή είναι η προσεκτικά επιλεγμένη γνώση μας σχετικά με τα εργαλεία συγκόλλησης με διαμάντια και είναι μια από τις πολύ επαγγελματικές επεξηγήσεις γνώσεων στην αίθουσα διαλέξεων εργαλείων διαμαντιών. Εάν χρειάζεστε προσαρμοσμένο συγκολλημένο διαμάντι, αφήστε τα στοιχεία επικοινωνίας σας για παραγωγή

Επικοινωνήστε τώρα