Punts de coneixement de les eines de diamants de Brazing (part 2)

Paraules clau: Diamond, Diamond Tools, Materials de Bashing, Tecnologia de Brazing, Aplicació de la tecnologia de Brazing a les eines de diamants

 

A l’article anterior, vam explorar l’aplicació de la tecnologia de valent en eines de diamants. Continuem amb el següent article.

L’article anterior cobreix:

1. Eines de diamants i les seves classificacions

2. Formes de connexions de diamants

3. Aplicacions de la tecnologia de valent en eines de diamants

4. Difusió de la brazing durant la sinterització de la matriu de diamants

5. Brazing d’eines de diamants d’una sola capa

 

Aquest article cobreix:

6. Brazing de segments de diamants a la matriu

7. Brazing de composites de diamants

8. Eina de diamants Equips i processos de Brazing

9. Tendències de desenvolupament a l'eina de diamants Brazing

10. Conclusió

 

 

Les eines de diamants sovint es fabriquen mitjançant consells de diamants i els seus substrats. El Brazing és el mètode principal que s’utilitza en les eines de serratge, tall, trituració i perforació quotidianes. Tot i que aquestes eines tenen diverses formes, la normalitat rau en el bestiar de compostos porosos i complexos elaborats amb metal·lúrgia en pols fins a acer aliatge.

 

Les eines de diamants funcionen en condicions dures, sovint funcionant a velocitats elevades, sota vibracions i a temperatures altes. Per tant, els consells sobre les eines de diamants són difícils. Per millorar l’eficiència de les eines de diamants, els requisits per a la velocitat de tall i la velocitat d’alimentació augmenten constantment, cosa que al seu torn requereix que les eines de diamants tinguin una major resistència a l’articulació de frenada. En l’enfocament tècnic per millorar la força de l’articulació, el material de brazing i el procés de brazing es complementen i es reforcen mútuament; En l’enfocament tècnic per millorar l’eficiència de la franja, el procés de brazing i els equips de brazing es recolzen i es reforcen mútuament.

 

La temperatura de fusió del metall de farciment de la brazing està estretament relacionada amb la sinterització de la punta de l’eina i s’ha de seleccionar en funció de la temperatura de sinterització. La força del metall de farciment de la baça també s'ha de considerar a la llum de les condicions de funcionament de l'eina. Quan els consells sobre les eines de diamants de la brazing per a substrats d’eines, el material de brazing hauria de complir els requisits següents: la temperatura de fusió del material de baixa hauria d’estar per sota dels 850 graus, preferiblement el més baix possible; El material de valent ha de tenir una bona humectació i propietats de flux moderat tant per a la matriu de la punta de l’eina de diamants com per al substrat de l’eina; El material de valent també ha de presentar una bona resistència i estabilitat a la fatiga, capaços de suportar temperatures transitòries altes de 300-400 graus; I el procés de valent hauria de ser senzill d’operar, utilitzant el brazing d’inducció convencional o el flama.

 

El procés de valent influeix principalment en les propietats mecàniques de les articulacions desagradables de l’eina de diamants, incloent el gruix de la xapa de fulls de brazing, el tractament pre-soldat, el temps de calefacció, la taxa de calefacció, el temps de retenció i el tractament posterior a la llotja. Aquests factors determinen la humectació, la porositat, la taxa d’inclusió, el gruix de la costura de frenada i l’estrès residual a la zona afectada per la calor (HAZ).

 

El gruix de la xapa de la franja influeix en el gruix de la costura de la frenada, que al seu torn afecta la resistència a la cisalla i la força de fatiga de l’articulació descarada. Les investigacions experimentals han demostrat que quan les eines de diamants de brazing utilitzen el mateix procés de composició de metalls de farciment i el procés de brazing, el rendiment global de l’articulació frenada és millor quan el gruix del metall de farcit es troba entre 0,20 i 0,28 mm (el gruix del metall de farciment es pot reduir a 0,15 mm durant la re-esborrament). Un gruix de metall de farcit menor dóna lloc a una humitat insuficient de la interfície entre la punta de l’eina i la base de l’eina, donant lloc a una mala eficiència de braça i una menor resistència a l’articulació. A més, durant el procés de valent, elements com la llauna, el plom, l'alumini, el ferro, el tungstè i el titani a la punta de l'eina es difonen i es dissolen en la soldadura, l'embrut de l'estructura de l'articulació i la resistència a l'articulació reduïda. El gruix excessiu de metalls de farciment pot conduir fàcilment a porus a l’articulació, reduint la zona de brazing efectiva i disminuint la resistència a la cisalla.

 

La formació de l’articulació metàl·lica del farcit està estretament relacionada amb tot el procés de calefacció. Factors com la velocitat de calefacció, la temperatura de la barra, el temps de retenció i la velocitat de refrigeració poden afectar la humectació i la porositat de l’articulació desagradable, alterant així les propietats mecàniques de l’articulació. Durant la producció, sovint s’utilitzen taxes de calefacció més elevades per millorar l’eficiència. No obstant això, les taxes de calefacció excessivament elevades poden donar lloc a tensions residuals més grans a l’articulació, afectant les propietats mecàniques de la soldadura. A causa de les diferències significatives en els coeficients d’expansió lineal dels diversos components en les puntes de l’eina de diamant, per exemple, el carbur de tungstè, el tungstè i el crom tenen coeficients d’expansió lineal baixos, mentre que el zinc, el plom, la llauna, el manganès i el cobalt tenen altes coeficients d’expansió lineals: diferents components experimenten diferents deformacions en calefacció, generant estrès intern. No obstant això, les taxes d'escalfament excessivament lentes no només redueixen l'eficiència de la producció, sinó que també agreugen l'oxidació del metall de brazing, afectant negativament l'articulació de l'eina de diamants. Es pot utilitzar un procés de calefacció en dues etapes per afrontar aquest repte de la taxa de calefacció: primer escalfar la peça a 400-500 graus, mantenint la temperatura per a un període especificat i, a continuació, continuant escalfant el procés de brazing. La temperatura de la baça té un impacte significatiu en les propietats mecàniques de l’articulació. Les temperatures excessivament altes de la barra de la baixa provoquen que el zinc en el metall de farciment de la baça s’evapori, donant lloc a porus. A més, el metall de farciment és susceptible a l’oxidació, produint inclusions d’escòria i debilitant la força articular. Les temperatures excessivament baixes de la baixa redueixen la fluïdesa del metall del farcit, fent que les inclusions de l'escòria siguin més probables, donant lloc a falses soldadures i debilitant la força de l'articulació.

 

L'ús de vibracions d'alta freqüència durant el brazing pot millorar l'eficiència de la brazing i reduir l'estrès tèrmic residual. La tecnologia de control de fluxos magnètics pot millorar l’eficiència energètica, reduir el consum d’energia i millorar l’eficiència del treball.

 

Els tractaments anteriors i posteriors a la trepitja afecten significativament la qualitat de la barra. Abans de la soldadura, la superfície de brazing ha de ser mòlta per eliminar la capa d'òxid. El buit entre la punta de l’eina i la base ha de ser uniforme després de la trituració. Els mètodes habituals per eliminar les capes d'òxid de superfície inclouen la mòlta amb un molinet, l'arxivatge i la sandblasting. Després de la soldadura, les eines de diamants s’han de refredar lentament o aïllar-se per minimitzar la velocitat de refrigeració, cosa que ajuda a reduir l’estrès tèrmic posterior a la llenya. A la producció, un mètode més econòmic és utilitzar amiant per aïllar -se. Després de la soldadura, la superfície de la peça sovint conserva una gran quantitat d’escòria d’òxid i flux de brazing. S’han de netejar mitjançant la explosió de sorra o altres mètodes per evitar la corrosió. Després de la neteja, s’ha de inspeccionar la costura de la qualitat. Una bona costura de brazing presenta una superfície llisa, brillant i corbada sense porus ni esquerdes.

 

 

 

El compacte de diamant policristal·lí (PDC) és un cristall compost format per la pols de diamant sinter i un aglutinant amb carbur cimentat a alta temperatura i alta pressió. El PDC té avantatges com ara una gran resistència al desgast, un mòdul elàstic elevat, alta duresa, isotropia i una conductivitat tèrmica relativament alta. Les eines PDC s’han convertit en el material d’elecció per a eines de gamma alta com ara eines de perforació de petroli, bits de perforació de mineria de carbó i eines de tall d’alta precisió d’alta velocitat. El Brazing és un procés clau en la fabricació d’eines PDC, i l’ús generalitzat de PDC ha situat requisits tècnics més elevats en la tecnologia de brazing.

 

L’eina PDC Brazing implica essencialment la braça del carbur al cos d’acer de l’eina. Com que tant el carbur com l’acer d’eines tenen excel·lents propietats de brazing, les eines PDC ofereixen una àmplia gamma de metalls de farciment i processos de brazing. Es poden utilitzar metalls de farciment basats en plata o de coure i es poden utilitzar mètodes de calefacció i calefacció de flama. El brazing d’alta freqüència, amb la seva baixa contaminació ambiental i una alta eficiència de producció, s’ha convertit en el mètode de brazing predominant per a les eines PDC a tot el món. A causa de l’alta precisió i l’elevada resistència de les eines PDC, la precisió de la barra, la força de la costura i la qualitat de la costura de broma són problemes tècnics crítics. Les eines PDC poden fallar de tres maneres principals: el despreniment de fulls PDC de la base de les eines; fractura de xapa; i danys a la base de les eines. Per abordar aquests tres modes de fallada, la qualitat de l'eina PDC es garanteix mitjançant materials de brazing optimitzats i processos de brazing adequats.

 

Actualment, els metalls de farciment específics de PDC específics de PDC disposen de contingut elevat de plata, juntament amb elements com el níquel, el manganès i el cobalt. Aquests càrregues presenten una excel·lent humilitat per al carbur cimentat, la gran resistència a la baça i una diferència de temperatura de fase sòlid-líquid generalment controlada entre 50 i 80 graus.

 

Per solucionar el problema del despreniment de fulls, els enginyers es comprometen a millorar el rendiment de materials de brazing, com ara substituir metalls de farciment de més resistència com Bag40cuznni, Bag45cuzn i Bag50cuzn. Tot i això, s'ha passat per alt el procés de valent. A causa de la naturalesa trencadissa de les làmines compostes PDC, l’ús de materials i processos de brazing amb temperatures de fusió excessivament elevades pot comportar esquerdes, xips, desintegració i xafardeig a les làmines compostes. Les investigacions han demostrat que la temperatura permesa per a les làmines de PDC de gran qualitat no hauria de superar els 780-800 graus, mentre que la de les fulls PDC de qualitat general no ha de superar els 750 graus.

 

 

 

A causa de la gran varietat i la varietat d’eines de diamants, els processos i equips de soldadura resultants són nombrosos. Brazing de flama, banyera de bany de sal, brasa d’inducció, resistències de resistència, brasa de forns, brazing al buit i brazing làser tots competeixen els uns amb els altres. Actualment, el brazing d’inducció i el buit de buit són els processos dominants.

 

Flame Brazing és un mètode de brazing desenvolupat precoç. L’equip necessari és senzill i lleuger, la font de gas està àmpliament disponible i el cost del procés és baix. Tot i això, la seva temperatura de calefacció és difícil de controlar i s'ha eliminat gradualment del mercat principal.

 

El bany de bany de sal ofereix una calefacció ràpida i uniforme, alta eficiència de desembocament i menys deformació del metall base durant el brazing, fent -lo adequat per a la producció massiva. Tot i això, el bany de sal deixa una gran quantitat de flux a la peça després de la soldadura, donant lloc a una gran quantitat d’aigües residuals i contaminació ambiental de la neteja posterior a la dona. A més, els equips de brazing de bany de sal són costosos, el procés és complex i el cicle de producció és llarg. El que és més important, la tendència de la fabricació verda està en fase de brazing per a les eines de diamants.

 

La inducció d’alta freqüència ofereix un escalfament ràpid i una alta eficiència de desgavell; És fàcil d’operar i intensiu en mà d’obra; I pot frenar diverses formes complexes i treballs de diverses dents. Quan s’utilitzen l’alimentació automàtica, la protecció de l’atmosfera o la inducció de buit, les articulacions presenten un aspecte excel·lent i una qualitat descarada. Aquest mètode no només ofereix costos de producció baixos per a una sola soldadura, sinó que també permet que el substrat es torni a elaborar i reutilitzar. Amb l’augment dels costos laborals en la fabricació d’eines de diamants i les exigències creixents per a la qualitat de la ruta constant, la inducció automàtica de la inducció s’ha convertit en el mètode principal per a les eines de serratge de diamants. La inducció automàtica de les eines de diamants permet la separació automàtica de dents, la identificació automàtica i la recollida de fulles i l’alimentació automàtica de les pastilles de brazing. Ofereix avantatges com ara una alta precisió de soldadura, juntes fortes i una llarga vida útil. Una persona pot operar diverses màquines, reduint significativament els costos laborals.

 

La resistència a la resistència s'utilitza habitualment per a les barres de la barra i produeix una excel·lent qualitat de soldadura. No obstant això, a causa de l'elevada temperatura global de la fulla, això afecta la vida del diamant. Actualment, només algunes empreses utilitzen aquest procés.

 

El bastidor de forns (amb atmosfera contínua) s’utilitza principalment en la producció de petites fulles de serra i eines de diamants en forma especial. Generalment utilitza hidrogen i nitrogen, generat per la descomposició de l’amoníac, com a reducció de gasos. La calefacció és lenta i uniforme, donant lloc a articulacions estèticament agradables, de qualitat fiable i a una superfície de treball brillant. També compta amb una elevada eficiència de producció i baixos costos de soldadura, cosa que la fa adequada per a la producció massiva.

 

El buidatge al buit, que generalment utilitza calefacció per radiació a partir d’un forn de resistència, ofereix una alta eficiència de producció i un escalfament uniforme, cosa que el fa adequat per a soldadura complexes i grans eines de diamants. Actualment, el bestiar al buit d’eines de diamants d’una sola capa s’utilitza àmpliament en la fabricació d’eines de restauració, rodes de mòlta, eines de pedra i eines de vidre. El desgast del buit d’eines de diamants de diverses capes també té perspectives d’aplicació industrial prometedores.

 

En els darrers anys, Laser Brazing ha obtingut una aplicació gradualment en la producció d’eines de diamants d’una sola capa. Laser Brazing escalfa la peça ràpidament, minimitzant el temps que el diamant es manté a alta temperatura durant el procés de soldadura, prevenint eficaçment la grafitització. A més, el procés de brazing làser aconsegueix una disposició ordenada de partícules de diamants, donant lloc a una alta eficiència de calefacció i un control de temperatura precís. És capaç de mecanitzar superfícies corbes complexes, compta amb un alt grau d’automatització i ofereix un entorn de treball favorable. El bastidor de làser es pot utilitzar per soldar les peces grans, complexes i amb forma irregular, evitant la proximitat i els efectes de la pell associats a la brazing d’alta freqüència.

 

 

 

El Diamond Tool Brazing s’ha convertit en una ocupació especialitzada, consumint prop de 1.000 tones de materials de valent anualment i utilitzant desenes de milers de persones a nivell nacional. La indústria floreix i hi ha cinc tendències de consens: automatització, fabricació verda, processos integrats, fabricació d’alta qualitat i fabricació rendible.

 

L’automatització i la fabricació verda són conceptes fonamentals i projectes clau de Made in China 2025. Els costos laborals en la indústria de les eines de diamants augmenten, fins i tot amenaçant el desenvolupament de la indústria. El Brazing automatitzat és una necessitat de la indústria habitual. Tots els productes amb grans volums de producció es dirigeixen cap a la baixa automatitzada. Actualment, el brazing automatitzat de fulles de serra és cada cop més madura i els equips de brazing automatitzats per a altres productes són imminents.

 

La fabricació verda engloba la reducció d’emissions, la conservació de materials, la millora de l’eficiència energètica i la disminució del consum d’energia. El Brazing de l'eina de diamants ha avançat ràpidament en la reducció del consum de materials i la conservació de l'energia, però el progrés ha estat més lent a l'hora de l'adopció de metalls de farciment de brazing sense cadmi i amb flux i reducció de l'ús de flux. Les eines de diamants (com ara bits de perforació, copes, fulles de serra i eines de tall) són productes dissipatius. El metall de farciment de la baralla que hi ha a dins es redueix durant el funcionament normal. Elements com el plom i el cadmi al metall de farciment es poden alliberar a l’aire, el sòl i l’aigua, contaminant el medi ambient. Alguns elements poden ser ingerits pels humans, perjudicant la salut humana.

 

Els processos combinats de brazing, inclosos la inducció de la flama, el furnatge d’inducció i el brazing de la inducció del forn-flama, permeten un ràpid i de posicionament d’eines complexes i a gran escala. Això redueix el temps de desgavell, millora la durabilitat i la fiabilitat de les eines i amplia la vida de les eines.

 

La millora de la qualitat exigeix una vida de fatiga més llarga per a les articulacions descarades i els defectes de la costura de la franja són un factor important que afecta la vida de la fatiga. Per tant, a mesura que augmenta la vida de les eines de Superhard, hi ha una demanda creixent per reduir contínuament els defectes a la costura de la franja i millorar la qualitat de les articulacions descarades. Quan els materials i els processos de Bashing són adequats, la neteja de metalls de farciment és un factor clau que influeix en la formació de defectes.

 

L’economia és una demanda eterna de la indústria manufacturera. Les principals indicacions per estalviar costos de soldadura a base de coure, soldadura composta i soldadura prefabricada són les principals indicacions per estalviar costos de soldadura; El procés eficient de Bashing i la tecnologia d’alta fiabilitat són una altra manera de reduir els costos de la lluita.

 

 

(1) Les eines de diamants són de diversos tipus, i la tecnologia de brazing és una tecnologia clau en la fabricació de diverses eines.

(2) Tecnologia de Brazing té quatre aplicacions principals en la fabricació d'eines de diamants: el brazing de difusió en la sinterització del capçador de tallador, el brazing de capçal de tallador, el brazing de diamants d'una sola capa i el brazing d'eines PDC.

(3) La pols pre-aliat és una forma eficaç de millorar el rendiment integral dels caps de tallador de diamants. La pols activa pre-aliat pot millorar sinèrgicament la nitidesa i la vida útil de les eines de diamants.

(4) La tecnologia clau dels caps de tallador de diamants de Brazing és personalitzat de metall de farciment de brazing i un procés eficient de brazing. La tecnologia clau per a les eines de PDC de Brazing és el metall de farciment d’alta qualitat. La tecnologia clau per a les eines de diamants de solteres de soldadura són els equips i el metall de farciment.

(5) El desarrelament de les eines de diamants es desenvolupa cap a l’automatització, l’enrenou, la integració de processos, la millora de la qualitat i l’economia.