Vloga kositrnega prahu v diamantnem orodju

Vloga kositrnega prahu v diamantnih kovinskih-veznih orodjih
Kositer v prahu (Sn) je pogosto uporabljena nizko{0}}tekoča-komponenta za modificiranje faze v matricah diamantnega orodja. Pogosto se doda formulacijam na osnovi sistemov Fe-Cu ali Fe-Cu-Co. Ker izkorišča nizko tališče za olajšanje sintranja v tekoči-fazi, se obsežno uporablja v izdelkih, kot so segmenti za-rezanje kamna, blazinice za mokro poliranje in geološki svedri.

 

1. Osnovne funkcije

1) Znižanje temperature sintranja in zaščita diamantov
S tališčem le 231,9 stopinje se kositer zgodaj med postopkom sintranja stopi in tvori tekočo fazo. Preko mehanizma sintranja v tekoči{2}}fazi spodbuja preureditev in medsebojno difuzijo delcev železovega in bakrovega prahu. To znatno zniža celotno temperaturo sintranja matrice (pogosto na 700–800 stopinj), kar preprečuje grafitizacijo diamanta in degradacijo trdnosti, ki jo povzročajo visoke temperature; tako služi kot ključna "pomoč pri sintranju" v formulaciji.

 

2) Povečanje gostote matriksa in zapolnjevanje notranjih praznin
Staljeni kositer teče s kapilarnim delovanjem, da zapolni vrzeli med praškastimi delci matrice, kar zmanjša notranjo poroznost. To poveča gostoto matrice in upogibno trdnost, hkrati pa zmanjša tveganje notranjih razpok in izgube materiala (krušenje).

 

3) Izboljšanje omočljivosti in krepitev mehanskega zadrževanja diamanta
Kositer zmanjša površinsko napetost staljene zlitine in izboljša omočenje diamantne površine z veznim materialom. Medtem ko kositer kemično ne reagira z diamantom, da bi tvoril karbide, tekoči kositer tvori zlitino s Cu in Fe, ki tesno oklepa diamantne delce. To poveča mehansko zadrževanje in s tem zmanjša prezgodnjo izgubo diamanta med delovanjem.

 

4) Prilagajanje mehanskih lastnosti matrice in optimizacija lastnosti samo{1}}ostrenja
Ustrezna količina kositra omogoča natančno-uravnavanje trdote matrice in odpornosti proti obrabi. Z nadzorom stopnje obrabe matrike za sinhronizacijo z obrabo diamanta zagotavlja neprekinjeno in učinkovito izpostavljenost diamantnih rezalnih robov, s čimer se poveča ostrina orodja. V formulacijah na osnovi železa-kositer izboljšuje zrna zlitine in uravnava žilavost in krhkost matrice. Prašek za izboljšanje

 

5) Možnost obdelave z oblikovanjem
Optimizira zmogljivost stiskanja praškastih mešanic in poveča trdnost hladno{0}}stiskanih zgoščenk; zmanjša zlom med odstranjevanjem iz kalupa in rokovanjem; in zagotavlja združljivost s proizvodnimi procesi sintranja s hladnim{1}}stiskom.

 

2. Omejitve kositrnega prahu

(Ključni premisleki glede formulacije)
1) občutljivost na odmerek; presežek vodi do krhkosti
Prekomerna količina kositra poveča krhkost matrice, zaradi česar so segmenti nagnjeni k lomljenju robov v pogojih udarca; tipične formulacije ohranjajo raven dodajanja v razponu od 2% do 8%.

 

2) Nagnjenost k napakam pri pretoku in "-odtekanju" pri visokih temperaturah
Previsoke temperature sintranja ali zadrževalni časi lahko povzročijo pronicanje ali segregacijo tekočega kositra, kar povzroči površinsko odtekanje-na segmentu in ne-enotnost sestave.

 

3) Visok koeficient toplotnega raztezanja
Med ohlajanjem pride do znatnih sprememb volumna; neustrezna razmerja lahko povzročijo notranje napetosti in povzročijo mikro{0}}razpoke.

 

4) Dovzetnost za oksidacijo
Ultrafini kositrni prah ob stiku z zrakom hitro oksidira; oksidirani kositer izgubi funkcijo tekoče-faze, kar neposredno zmanjša gostoto sintranja, zato je treba surovine shranjevati v zaprtih posodah.

(Kositer v prahu/Sn)

 

3. Reference aplikacij in logika formulacije

 

• Rezila-žag za rezanje kamna, segmenti žag in bloki za mokro brušenje: železni-bakreni sistemi v kombinaciji s kositrnim prahom uravnavajo rezalno ostrino in odpornost proti obrabi;
• Inženirski svedri, ki so izpostavljeni velikim udarnim obremenitvam: strogo nadzorujte vsebnost kositra, da preprečite prekomerno krhkost matrice;
• Alternativne proizvodne možnosti: Cinkov prah prav tako znižuje temperature sintranja, vendar matrice iz zlitine bakra-kositra ponujajo vrhunsko trdoto in odpornost proti obrabi v primerjavi s sistemi bakra-cinka, zaradi česar so bolj primerne za obdelavo granita in trdega kamna.