Razumevanje spajkanih diamantnih orodij

Diamant ima odlične lastnosti, kot so izjemno visoka trdota, močna odpornost proti obrabi, visoka toplotna prevodnost in nizek koeficient toplotne razteznosti, zaradi česar je najboljši material za izdelavo rezalnih in brusnih orodij. Diamantna orodja so najpogosteje uporabljena orodja za obdelavo trdih in krhkih materialov z rezanjem, brušenjem in drugimi metodami. Glede na način obdelave jih lahko razvrstimo v vrste, kot so orodja za vrtanje, orodja za žaganje in orodja za brušenje.

 

 

Trdo spajkanje in galvanizacija sta dva pogosto uporabljena postopka izdelave diamantnih orodij.

 

Pri galvaniziranih diamantnih orodjih diamantni delci na površini ne tvorijo kemične metalurške vezi s polnilnim materialom. Prostor za odrezke je majhen, abrazivni delci pa so nagnjeni k ločevanju, ko so izpostavljeni sili, kar ima za posledico slab-samoostrilnost.

 

Spajkana diamantna orodja so nadomestek za tradicionalna eno-slojna diamantna orodja. Proizvedeni so s segrevanjem pri visokih temperaturah, da se tali material za trdo spajkanje, z uporabo staljene tekoče zlitine za oblikovanje kemične metalurške vezi med diamantom in podlago. To doseže -visoko trdno povezavo med diamantom, legiranim spajkalnim materialom in navadno kovino, kar ponuja prednosti, kot so tanka vezna plast, visoko štrleči abrazivni delci, velik prostor za odrezke in odpornost na odvajanje abrazivnih delcev. To jim omogoča izpolnjevanje zahtev za učinkovito obdelavo--materialov, ki jih je težko obdelovati, kot so kamen, keramika in karbidna trdina.

 

 

Zaradi težav z omočenjem površine diamanta z običajno uporabljenimi zlitinami za trdo spajkanje je spajkanje diamanta izjemno slabo. Trenutno se metode aktivnega trdega spajkanja ali metalizacije diamantne površine uporabljajo predvsem za izboljšanje spajkanja med diamantom in kovino.

 

Aktivno spajkanje kovin:

Pri lepljenju diamantov se aktivno trdo spajkanje kovin nanaša na dodajanje aktivnih elementov (običajno močnih elementov, ki tvorijo -karbid), kot so Ti, Zr, Cr, V itd., v zlitino za trdo spajkanje. S kemičnimi reakcijami nastanejo karbidi, ki dosežejo metalurško povezavo med diamantom in zlitino za trdo spajkanje, nato pa diamant povežejo s kovinsko podlago prek zlitine za trdo spajkanje. Vmesnik spajkanega diamantnega spoja je prikazan na sliki 1.

 

Slika 1 Vmesnik spajkanega diamantnega spoja

 

Obdelava diamantne površine z metalizacijo
Površina diamanta je izpostavljena obdelavi za aktivacijo kovine, da površina pridobi lastnosti,-podobne kovini, kar je bolj ugodno za vez med diamantom in zlitino za trdo spajkanje. Površinska metalizacija v glavnem vključuje brezelektrično nanašanje, ki mu sledi galvanizacija, vakuumsko izhlapevanje, plazemsko razprševanje, magnetronsko razprševanje, kemično naparjevanje, fizično naparjanje in mehansko nanašanje. Pogosteje se uporablja neelektrično prevleka, ki ji sledi galvanizacija in vakuumsko uparjanje. Za metalizacijo so običajno izbrane visoko reaktivne kovine, kot so Ti, Cr, W in Mo. Kovinska prevleka olajša metalurško vez med diamantom in podlago ter lahko izboljša zadrževalno silo podlage diamantnega orodja na diamantnih delcih.

 

(1) Med postopkom spajkanja je mogoče dodati različne zlitine in različne kovinske delce, da dosežemo optimalne rezultate za spajkan spoj;
(2) Trdnost diamanta pod različnimi zlitinami za trdo spajkanje je mogoče prilagoditi z nadzorom temperature. Različne temperature trdega spajkanja vplivajo na reakcijsko plast med trdo spajkalno zlitino in osnovnim materialom. Debelejša kot je reakcijska plast, manjši je gradient toplotne napetosti in večja je trdnost spoja; po drugi strani pa debelejša kot je reakcijska plast, večja je napetost neusklajenosti toplotnega raztezanja in bolj je nagnjena k pokanju.

 

 

(1) Dodatna kovina za trdo spajkanje mora imeti dobro omočljivost in trdnost lepljenja z diamantom in materialom matrice;
(2) Izbira materialov za trdo spajkanje in postopek trdega spajkanja morata zagotoviti stabilnost diamanta, da se zmanjša ali prepreči erozija diamanta zaradi dodajne kovine za trdo spajkanje;
(3) Kot dodajno kovino za trdo spajkanje je treba izbrati kovinski (zlitinski) material z nizkim tališčem in koeficientom toplotnega raztezanja, ki je blizu diamanta. Razmisliti je treba tudi o dodajanju določenih aktivnih elementov za izboljšanje omočljivosti in afinitete z diamantom, s čimer se doseže tako učinkovito lepljenje diamanta kot izpolnjevanje zahtev glede mehanske učinkovitosti materiala matrice.

 

 

 

Za primerjavo zmogljivosti obdelave so bili pripravljeni trije kompleti galvaniziranih brusilnih glav in spajkanih brusilnih glav z isto vrsto in velikostjo polnila in abraziva za trdo spajkanje. Te so nato uporabili za obdelavo aluminijevih keramičnih plošč in primerjali njihovo življenjsko dobo. Ugotovljeno je bilo, da je življenjska doba spajkanih diamantnih brusilnih glav več kot trikrat daljša od galvaniziranih brusilnih glav. Poleg tega so spajkane brusilne glave pokazale manj abrazivnih delcev, ki se lomijo in razpadajo, prav tako ni prišlo do luščenja sloja za trdo spajkanje, kar dokazuje vrhunsko učinkovitost obdelave spajkanih diamantnih orodij.

 

 

 

To je naše skrbno izbrano znanje o trdem spajkanju diamantnih orodij in je eno izmed zelo strokovnih razlag znanja v naši predavalnici o diamantnem orodju. Če potrebujete prilagojen spajkan diamant, pustite svoje kontaktne podatke za proizvodnjo

Kontaktirajte zdaj