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

 

Paraules clau: diamants, eines de diamants, materials de brazing, tecnologia de brazing, aplicació de la tecnologia de brazing a les eines de diamants

 

 

 

El diamant és un material funcional que combina moltes propietats excel·lents. És el material natural més difícil descobert fins ara, i les seves propietats òptiques, tèrmiques i mecàniques úniques milloren encara més el seu estat com a material funcional. El diamant es divideix en dues grans categories: diamant natural i diamant sintètic. El diamant sintètic es divideix encara més en un sol cristall i un diamant policristal·lí. Els tres tipus de diamants es poden utilitzar per fer eines de diamants.

 

En els darrers anys, la producció global de diamants sintètics ha arribat a 15 mil milions de quilos, i la Xina va classificar constantment el primer lloc en la producció de diamants sintètics. La Xina, un Latecomer al mercat, ha experimentat un ràpid desenvolupament en la indústria de les eines de diamants durant les dues últimes dècades, no només aconseguint la producció més alta del món, sinó que també desenvolupa una àmplia gamma de noves eines.

Les eines de diamants tenen una àmplia gamma d’aplicacions, principalment en processament de pedra, modificació de ceràmica, perforació geològica, perforació d’oli i mineria. També tenen un paper important en la construcció, materials de construcció, mecanitzat, vidre òptic i processament de joies i indústries electròniques i elèctriques. La fabricació moderna exigeix cada cop més eines de diamants i la fabricació d’equips de gamma alta depèn cada cop més en el desenvolupament d’eines de tall de diamants. El tall i la mòlta d’alta velocitat, ultra-alta, d’alta precisió i d’ultra-precisió i trituració, especialment per al processament de materials durs, trencadissos i extremadament durs, són ara inseparables de les eines de diamants. Les eines de diamants es poden classificar per aplicació, incloent eines de serratge, eines de mòlta i poliment, eines de tall, eines de perforació i moren de dibuix de filferro.

 

 

Les eines de serra de diamants es classifiquen per forma, incloent fulles de serra circular de diamants, serres de colla de diamants, serres de filferro de diamants, serres de filferro de diamants i serres de forat de diamants. Les fulles de serres circulars de diamants són actualment l’eina de serra més comuna de les indústries de pedra i construcció, àmpliament utilitzades per tallar productes com ara granit, marbre, ceràmica i formigó. En el context de la fabricació verda, les fulles de serra circular de diamants es desenvolupen cap a serres de combinació de diverses fulles, amb serres de combinació i serres de colla típiques. Les serres de colla inclouen desenes de fulles de serra de diamants muntades al costat d’un marc de serra, aconseguint diverses vegades més alta eficiència de tall que les serres abrasives convencionals. Els talls resultants creen seccions suaus, fins i tot transversals, reduint significativament la mòlta i la càrrega de treball. Les serres de filferro de diamants s’utilitzen generalment per a la pedrera de granit i marbre, tallant formigó reforçat o tallant estructures metàl·liques i es transiten gradualment a processar pedra i lloses en forma especial. Les serres de fil de diamants són capaces de tallar precisos i estrets de materials durs i trencadissos, cosa que les fa àmpliament utilitzades en el tallat de cèl·lules semiconductors i fotovoltaiques. També demostren avantatges únics en el processament de ceràmica, quars, fusta i altres materials.

 

Les eines de mòlta i poliment de diamants són un terme general per als abrasius de forma geomètricament unida amb diamants mitjançant un aglutinant. Els abrasius de diamants ofereixen un alt acabat de mòlta, alta eficiència, baixos costos de processament i una llarga vida de productes. Les eines comunes de mòlta de diamants inclouen discos de mòlta, bloqueigs de mòlta, trituració de caps, trituradores, bateria, rodets, rodes quadrades, rodes fresades, rodes tangencials, rodes honrades, pals de honor i blocs.

 

Les eines de diamants es caracteritzen per una duresa extremadament alta i una resistència al desgast, un mòdul elàstic elevat, un coeficient baix de fricció, un coeficient d’expansió tèrmica baixa, una excel·lent transferència de calor i una baixa adhesió a metalls no ferrosos. Les eines de diamants es poden utilitzar per mecanitzar materials no metàl·lics durs i trencadissos (com ara ceràmica, grafit i materials compostos), així com per al mecanitzat de precisió de materials no ferrosos durs (com ara aliatges de coure i aliatges d'alumini). Les eines de diamants tenen una gran varietat de tipus, cadascun amb un rendiment, estructura, mètodes de preparació i àrees d'aplicació significativament diferents. Les eines comunes de diamants inclouen eines de gir de diamants, talladors de fresat de diamants, eines avorrides de diamants, broates de diamants, trossos de perforació de diamants i eines de formació de diamants.

 

Els bits de perforació de diamants són eines avançades de perforació, que ofereixen una alta eficiència de perforació, alta qualitat del forat, intensitat de treball mínima i baixos costos de perforació. Els bits de perforació de diamants es classifiquen principalment en aplicació, incloent trossos de perforació de petroli, trossos de perforació de carbó, bitllets de perforació d'exploració geològica, bitllets d'exploració d'enginyeria, bitllets de perforació d'enginyeria de paret fina, trossos de perforació de vidre i trossos de perforació de materials compostos.

 

 

 

A causa de les limitacions en la tecnologia de fabricació de diamants, les partícules de diamants individuals són relativament petites, sovint subministrades com a partícules fines o fins i tot en pols. Això presenta reptes en l'aplicació de diamants. Com que el diamant només pot adonar -se plenament de les seves excel·lents propietats quan s’uneix a un material de matriu, l’enllaç amb la matriu és crucial per a la seva aplicació.

 

El diamant és inherentment incompatible amb la majoria de metalls. Físicament, les propietats de diamants no són compatibles amb altres materials i, químicament, metal·lúrgicament, són incompatibles i limiten l’enllaç de diamants.

 

En els primers dies de l'aplicació industrial de Diamond, la configuració mecànica era el mètode principal, tal com es va veure en eines com les plomes de diamants i els talladors de vidre. Aquestes eines requereixen partícules de diamants grans.

 

Per a les partícules de diamants més petites, la configuració mecànica és gairebé impossible, donant lloc al desenvolupament de mètodes de configuració fixa electroplada. El procés general per a les eines de diamants electroplegadores és el següent: mecanitzat corporal de les eines, inspecció dimensional, tractament mecànic, desgreixat, escabetx, tractament d’aïllament, eliminació de rovell, rentat d’aigua calenta i freda, gravat anòdic, rentat d’aigua calenta i freda, electroplatació, aplicació de diamants, espessiment de la capa de xapat, neteja de dipòsits, eliminació de hidrogen, inspecció i eina acabada.

 

Els diamants electroplats tenen una baixa resistència i una baixa exposició a diamants, que afecten la força de tall i la nitidesa. Les eines de diamants frenades aborden aquestes mancances. Les eines de diamants frenades es classifiquen en la superfície i es impregnen. Les eines del conjunt de superfície consisteixen en el diamant de brazing directament a la superfície del substrat, mentre que les eines impregnades impliquen diamants de sinterització amb altres materials per formar un compost. El procés de sinterització del compost de diamants és essencialment un procés de desnivell de difusió entre el diamant i el substrat. En prémer en calent el diamant i el carbur en un compacte (PDC), l’enllaç de diamant es transforma en un enllaç de carbur.

 

 

El procés de sinterització de la matriu de diamants (comunament coneguda com la fulla) també és un procés de brazing de difusió. L’eina de diamant es pot classificar en tres tipus principals: el brazing de diamants d’una sola capa, el brazing de la fulla de diamant i el brazing compost de PDC.

 

La sinterització calenta o en fred de les fulles de diamants és un procés típic de difusió de difusió. En els primers dies de la fabricació de fulles de diamants, la pols metàl·lica a baixa temperatura era típicament desemmotllada amb pols de metall a alta temperatura per assegurar encara més el diamant. Amb els avenços tecnològics, han aparegut pols actius pre-aliat que contenen elements formadors de carbur (com ara crom, titani, vanadi i molibdè). La difusió de la difusió o el brazing s’aconsegueix reaccionant la pols activa de pre-aliat amb diamant per formar carburs. La formació de carbur és lenta, resultant de la difusió mútua i la migració dels elements actius en la pols pre-aliat i el carboni del diamant. Aquest procés requereix un llarg període de temps a una determinada temperatura perquè es produeixi la difusió atòmica i la reacció, fent que la sinterització de pressió calenta aconsegueixi més fàcilment aquest procés de difusió.

 

Les eines de diamants d'una sola capa solen utilitzar un metall de farciment actiu o basat en níquel. Aquest procés, a través de la presència d’elements o aliatges que formen carbur forts, crea un enllaç metàl·lic químic entre el material de la matriu i el diamant, millorant l’adherència de la capa de bala al diamant. Les eines desagradables d’una sola capa presenten un alt percentatge de diamants exposats que resisteixen a la vessament, donant lloc a un tall fort i una excel·lent eliminació de xip. L’ordenació ordenada de diamants no només garanteix una distribució racional de la capa de diamants a la superfície de l’eina, maximitzant la potència de tall del diamant, sinó que també redueix significativament l’ús del diamant, disminuint els costos de l’eina i millorant l’eficiència de tall.

 

Els consells sobre les eines de diamants de Brazing presenten reptes únics. En primer lloc, els consells d’eines són productes de metal·lúrgia en pols amb nombrosos capil·lars. En segon lloc, es sinteritzen les puntes de l’eina, donant lloc a la presència d’òxids tant a la superfície com a dins. En tercer lloc, les composicions de la punta de l’eina varien, posant demandes importants en materials i processos de brazing.

 

Com que la temperatura de calefacció admissible de PCD és limitada (generalment temperatures resistents a la calor que no superen els 720-780 graus), s’utilitzen principalment materials de brazing a base de plata. No obstant això, els materials comuns basats en plata tenen una baixa resistència a la calor i una mala humilitat per al diamant i el carbur. Actualment, hi ha disponibles materials especialitzats en eines de PDC que poden complir els requisits de la brazing PDC millorant les propietats de resistència i fatiga a alta temperatura del material de Brazing i optimitzant el procés de valent.

 

 

 

Després de la dècada de 1930, els principis de metal·lúrgia en pols van començar a utilitzar -se per fabricar fulles de serra circular de diamants. Les primeres eines es van sinteritzar principalment de la pols de metall de diamant, de gran punt de fusió, en pols de metall elemental de baix punt i materials de farciment, amb la pols metàl·lica de baix punt que serveix com a farciment. Després de la dècada de 1960, Diamond Eines es van desenvolupar ràpidament i un nombre creixent d’institucions va començar a investigar sistemàticament les pols de matriu. Els farcits de brazing en pols pre-aliats, en particular, van obtenir una atenció creixent per a les seves propietats de brazing de difusió dins de les eines de diamants.

 

Durant l’ús d’eines de diamants, es perd una quantitat important de diamants a causa del desgast de la matriu, en lloc del desgast i la fallada dels mateixos diamants. D’aquesta manera es produeix una taxa d’utilització de diamants relativament baixa. Això es deu al fet que la fabricació tradicional del segment de diamants es basa en l’encapsulació mecànica dels diamants dins de la matriu. Atès que els diamants no mullen el material de la matriu metàl·lica, una vegada que la matriu es porta a una certa alçada, els diamants es separen fàcilment de la matriu metàl·lica, reduint significativament el rendiment i la vida de l'eina de diamants. La millora de la capacitat d’encapsulació de diamants de la matriu és la mesura tècnica més eficaç per evitar la pèrdua prematura de diamants. Inicialment, aquest enfocament es va centrar principalment en la millora de l'adherència mitjançant l'extrusió i l'encapsulació mecànics, resultant de transformacions de fase en la pols de la matriu. Durant les dues últimes dècades, la investigació sobre l’enllaç metàl·lic metàl·lic de pols actius pre-aliats amb diamant s’ha intensificat.

 

Afegir elements forts en formació de carbur com el níquel, el titani, el zirconi, el vanadi, el crom, el molibdè i el tungstè a les pólvores pre-aliades millora la enginyeria de l’aliatge al diamant i, mitjançant la difusió de la brazing durant el procés de sinterització, reforça l’enllaç químic entre la matriu i el diamant. D’aquesta manera augmenta l’alçada de la vora del diamant durant la mòlta, millorant l’eficiència de tall i l’ús del diamant. A més, la pols pre-aliat, que actua com un metall de farciment de la brazing, millora l'estabilitat i la consistència dels bits de tall de diamants. El laboratori estatal de nous materials i tecnologies de brazing ha estudiat sistemàticament metalls de farciment de brasatge en pols basats en el mecanisme de difusió en pols, desenvolupant una sèrie de metalls de farciment basats en plata i coure en pols, inclosos FBAG625, FBAG737, FBCU14, FBCU17, FBCU18, FBCU70 i FBCU70 i FBCU70 i FBCU70 i FBCU70 i FBCU70 i FBCU70 i FBCU70 FBCU423.

Com que el rang de temperatura de fusió de les pols pre-aliades és compatible amb la temperatura de sinterització dels bits de l’eina de diamants, la premsa calenta i la sinterització són processos de brazing de difusió, mentre que la premsat i la sinterització són processos transitoris de difusió en fase líquida. Tant els processos de premsa calenta com en fred permeten les reaccions de humitat entre elements de punt alt i el diamant a temperatures moderades.

 

Les pols reactives pre-aliades, que substitueixen els pols metàl·lics elementals, s’utilitzen en la sinterització de la brazing de compostos de diamants impregnats, abordant els colls d’ampolla tècnics com ara la barreja desigual de la matriu d’eines de diamants les pols metàl·liques, la pèrdua fàcil d’elements de baixa fusió, la interacció feble d’elements actius de l’elimentació, la volatilització de la pressió de vac-pressió, la seqüència estructural de la seqüència de la presa de venta-pressió de la pressió de la pressió de venta-vacc. Components i força d’enllaç inestable. L’efecte de retenció mecànica de la matriu sobre la incrustació de diamants està optimitzat a una connexió composta d’increnes/brazing, que millora l’alçada i la nitidesa de la fulla de diamant. Quan es talla el granit amb una fulla preparada amb pols pre-aliat desenvolupat pel laboratori clau estatal de nous materials i tecnologies de brazing, la velocitat de tall es pot augmentar d’1,5 a 2 vegades i la vida de la fulla de la serra es pot estendre d’1,2 a 1,6 vegades.

 

 

El brazing directe d’eines de diamants d’una sola capa s’utilitza principalment en la fabricació de plomes de guarniment de rodes de mòlta, eines de mesura, eines de pedra, eines de gravat de pedra preciosa o vidre i rodes de mòlta de diamants, rodes de mòlta de diamants i fitxers de diamants. El procés de brazing aconsegueix un enllaç metal·lúrgic entre el diamant, el metall de farciment de la brazing i el substrat metàl·lic, donant lloc a una gran resistència a l’enllaç. L’alçada de la vora del diamant és significativament més gran que la que s’aconsegueix amb l’electroplicació. Com a resultat, les eines de diamants d'una sola capa amb una gran capa són nítides, tenen una gran depuració de xip, són menys susceptibles a l'obstrucció durant l'ús i aconsegueixen una gran utilització de la grana de diamants.

 

La majoria dels aliatges metàl·lics de farciment de la franja tenen dificultats per mullar el diamant i el diamant és susceptible de grafitització i oxidació a temperatures altes. A causa de la temperatura de transició de grafitització del diamant, la temperatura de la baça no ha de superar els 1050 graus, fins i tot en un entorn de buit. El Brazing Diamond té una selecció limitada de metalls de farciment de brazing. El metall de farciment seleccionat ha d’assegurar una bona humectació amb diamant i formar un enllaç químic i metal·lúrgic amb ell. També ha de mantenir la nitidesa i evitar la corrosió excessiva. A més, les propietats del desgast del Filler Metal han de ser compatibles amb el material que es treballa per assegurar una exposició òptima en diamants i una llarga vida útil.

 

Elements que formen carbur com el titani, el zirconi, el crom i el diamant mullat per vanadi, però les seves temperatures de fusió són massa altes, fent que el diamant es grafititzi greument a temperatures altes. El cobalt, el ferro i l’alumini es mullen efectivament en el seu estat líquid, però són greument corrosius dins del seu rang de temperatura humida. Actualment, s’utilitzen dos processos comuns per millorar la humectació de diamants i reduir els danys tèrmics. Es consisteix a afegir elements actius als aliatges convencionals per millorar la seva humectació i afinitat pel diamant. L’altra consisteix en recobrir la superfície de diamants amb metall. Quan es trenca amb aliatges de brazing de fusió elevats, el metall superficial protegeix eficaçment el diamant, minimitzant els danys tèrmics i millorant la seva humectació.

 

Es creen dos tipus principals de nous aliatges de Brazing afegint elements actius als aliatges de brazing convencionals: aliatges de brazing basats en coure i de plata com Ag-Cu, Cu-SN i Ni-CR. Els aliatges de brazing de baix punt Ag-Cu i Cu-SN estan dissenyats principalment per minimitzar els danys tèrmics al diamant, però l'eina desagradable resultant és feble, cosa que dificulta la possibilitat de la mòlta agressiva. Les eines de diamants amb aliatges Ni-CR presenten una excel·lent resistència al desgast i resistència a alta temperatura.

Els processos per a les eines de diamants de la solta o una sola capa inclouen el forn de buit, el brazing làser i el blindatge de la inducció d'alta freqüència de gas blindat. El brazing en un forn de buit té una alta eficiència de producció i un escalfament uniforme i pot soldar peces amb estructures complexes i mides grans. Laser Brazing utilitza un feix làser com a font de calor de soldadura. Durant la soldadura, la peça s’escalfa localment ràpidament i el diamant es manté en estat d’alta temperatura durant poc temps, cosa que pot evitar que el diamant es sotmeti a una grafitització. La inducció de gran freqüència protegida per gas utilitza una inducció d’alta freqüència per escalfar el substrat i l’aliatge de brazing alhora. Té una temperatura de calefacció elevada, una velocitat de calefacció ràpida i és fàcil de controlar la temperatura. També pot escalfar localment i és fàcil assolir un control automàtic.

 

Aquest article discuteix els principis de la tecnologia de brazing utilitzada en les eines de diamants frenades, el desenvolupament de la tecnologia de valent i la informació sobre materials, processos i equips de brazing. També proposa la futura direcció de la tecnologia de Brazing a la indústria de les eines de diamants.

 

(Aquest coixinet de polit de vellut de diamant amb brazed es combina eficaçment el procés de valent amb la tecnologia del coixinet de polit de diamants flexible. Fa que la trituració sigui més nítida i rendible.)

 

 

Contingut d’aquest article:

• 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
• 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

A causa d'un espai limitat, aquest lloc web es divideix en dues seccions per a la vostra referència.

 

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