Vloga železovega prahu v diamantnem orodju

Vloga železovega prahu v diamantnem orodju

Železov prah je osnovna komponenta, ki se uporablja v največjih količinah in po najnižji ceni v formulacijah matrice diamantnega orodja. Široko se uporablja v vroče{1}}stiskanih, sintranih diamantnih orodjih-, kot so bloki za brušenje kamna, svedri za beton in segmenti žaginih listov-pogosto v kombinaciji z bakrom, kositrom, kobaltom in nikljem. Na podlagi mehanizmov sintranja in proizvodnih praks lahko njegovo vlogo razvrstimo v tri področja: prednosti, slabosti in vidike obdelave.

(Zmanjšan železov prah)

 

 

1 Zmanjšuje stroške surovin in optimizira ekonomičnost formulacije

• Železov prah je bistveno cenejši od kobalta ali bakrenega prahu-visoke čistosti. Kot primarni polnilni material, dodan v velikih količinah, drastično zniža stroške matričnih surovin, zaradi česar je najbolj kritična nizko{2}}cenovna osnovna sestavina za množično proizvodnjo diamantnih orodij.

 

2 Uravnava trdoto matrice in odpornost proti obrabi, da ustreza različnim obdelovancem
Železo ima zmerno trdoto; dodajanje ustreznih količin poveča odpornost matrice proti obrabi.

• Formulacije z-vsem železom: zaradi povečane odpornosti matrice proti obrabi so primerne za obdelavo granita,-betona z visoko trdnostjo in trdih podlag z visoko-kremenom, s čimer se upočasni poraba matrice in podaljša življenjska doba orodja.
• Zmanjšana vsebnost železa: rezultat je mehkejša matrica s hitrejšim-zmožnostmi samoostrenja, zaradi česar je primerna za mehkejše materiale, kot so marmor in luksuzni kamni.

 

3 Izboljša učinkovitost sintranja in spodbuja sintranje v tekoči{1}}fazi

• Železo lahko s kositrom in bakrom tvori zlitine z nizkim-tališčem-. Znotraj standardnega temperaturnega območja sintranja pri vročem stiskanju (760–830 stopinj) spodbuja metalurško vez med delci prahu in povečuje gostoto matriksa. Reducirani železov prah nepravilne oblike ponuja vrhunsko mehansko zapiranje v primerjavi z razpršenim železovim prahom, s čimer poveča trdnost oblikovanja zelenega telesa.

 

4 Izboljša mehansko zadrževanje diamantnih delcev
Po sintranju ima matrika na osnovi železa odlične zmožnosti mehanskega povezovanja. S pravilno formulacijo matrika trdno inkapsulira diamantne delce, kar upočasni prezgodnji izvlek-diamanta med brušenjem; zadrževanje je še izboljšano pri uporabi z diamanti-prevlečenimi s titanom.

5 Prilagodi udarno žilavost matrice

• V primerjavi z matricami na-osnovi čistega bakra dodatek železa poveča žilavost. Zaradi tega so segmenti in brusni bloki manj nagnjeni k krhkemu lomu ali krušenju pri obdelavi armiranega betona ali kamna z neenakomerno porazdelitvijo agregata.

 

Ključni pomisleki za oblikovanje formulacije
1 Občutljivost za oksidacijo

• Železov prah zelo zlahka oksidira; izpostavljenost vlagi ali neustrezna atmosferska zaščita med sintranjem povzroči nastanek železovih oksidov. Ti oksidi se kopičijo na mejah zrn, oslabijo vez med delci prahu in povzročijo praznine ali razpoke znotraj matrice, kar ima za posledico razpadanje peska in zmanjšano trdnost matrice. Posledično so potrebni strožji ukrepi za preprečevanje oksidacije med mešanjem, skladiščenjem in sintranjem.

 

2 Prekomerno ustvarjanje toplote zaradi trenja in nevarnost toplotne razgradnje diamanta

• Železo ima zmerno toplotno prevodnost, kar vodi do visokega nastajanja toplote med trenjem pri brušenju. Pri nenehni obdelavi z velikimi-obremenitvami lokalne temperature močno narastejo, kar zlahka povzroči grafitizacijo in otopelost diamanta. Pri obdelavi mehkih razkošnih kamnov ali svetlega-marmorja lahko ločeni železni opilki oksidirajo in tvorijo rjaste madeže, kar povzroči trajno rumene madeže na površini kamna.

 

3 Prekomerna vsebnost železa povzroči krhko matriko in slabo-samoostrenje

• Če je delež železovega prahu previsok, postane matrica pretirano trda in nima zmožnosti samo{0}}ostrenja. Po dolgotrajnem brušenju postane površina matrice polirana; diamanti ne razkrijejo novih rezalnih robov, kar povzroči zdrs in počasno rezanje.

 

4 Pomemben vpliv velikosti in morfologije delcev na značilnosti obdelave

• Grob sferičen atomiziran železov prah ponuja dobro pretočnost, vendar kaže slabo združljivost in nizko aktivnost sintranja. Fin reduciran železov prah ponuja visoko aktivnost sintranja in dobro združljivost, vendar ima slabo pretočnost in neenakomerno porazdelitev prahu, kar lahko privede do neskladnosti teže v segmentih za mletje.

 

 

1. Zmanjšan železov prah: Porozni, nepravilno oblikovani delci z visoko aktivnostjo sintranja; glavna izbira za segmente za brušenje kamna na Kitajskem.
2. Atomiziran železov prah: Sferični delci z odlično pretočnostjo; primeren za popolnoma avtomatizirano, neprekinjeno proizvodnjo kalupov, čeprav je aktivnost sintranja relativno nizka.
3. Scenariji uporabe:

• Brusni-segmenti za granit in splošne{1}}betonske svedre: formulacije s srednje{2}}do-visoko vsebnostjo železa, ki uravnotežijo odpornost proti obrabi in ceno.
• Segmenti za brušenje z mehko-matriko za marmor in luksuzni kamen: Zmanjšan delež železovega prahu in povečana vsebnost bakra za zmanjšanje tveganja rje in izboljšanje-samoostrenja.
• Visoko{0}}udarni vrtalni zobje za temelje pilotov: zmerno zmanjšana vsebnost železa s povečanim kobaltom in nikljem za izboljšanje žilavosti in preprečevanje krušenja zob.

 

(Segment diamantnih svedrov)

 

Kratek povzetek
Glavna vrednost železovega prahu je v njegovi zmožnosti oblikovanja matričnega ogrodja prinizki stroški ob uravnavanju odpornosti proti obrabi in gostote sintranja.

Njegove prednosti vključujejo visoko stroškovno-učinkovitost, zmerno odpornost proti obrabi in primerno žilavost; njegove pomanjkljivosti so nagnjenost k oksidaciji in povzročanju onesnaženja z rjo, pa tudi nevarnost matričnega zasteklitve in zdrsa, če se uporablja prekomerno. Inženirji formulacije uravnavajo ostrino rezanja, življenjsko dobo in proizvodne stroške s prilagajanjem vsebnosti železovega prahu in velikosti delcev-pogosto v kombinaciji s sistemi bakra, kositra, kobalta in niklja-, da ustrezajo posebnim delovnim pogojem za uporabo v kamnu ali betonu.