Elmas araçlarda lehim teknolojisinin uygulanması

Diamond'ın yüksek sertliği ve mükemmel fiziksel ve mekanik özellikleri, elmas araçlarını çeşitli sert malzemelerin işlenmesi için vazgeçilmez ve etkili bir araç haline getirir. Matris metal tabanının elmasa yapışması (matrisin kapsülleme yeteneği), elmas araçlarının hizmet ömrünü ve performansını etkileyen ana faktörlerden biridir.

 

 

Elmas ve genel metaller ve alaşımlar arasındaki yüksek arayüzey enerjisi nedeniyle, elmas parçacıkları genel düşük eritilen alaşımlarla sızamaz ve zayıf yapışmaya sahip olamaz. Geleneksel üretim teknolojisinde, elmas parçacıkları, matris metal tabanına, güçlü bir kimyasal bağ veya metalurjik bağ oluşturmadan matris büzülmesi tarafından üretilen mekanik kelepçeleme kuvveti ile gömülüdür, bu da elmas parçacıklarının çalışma sırasında matris metal tabanından kolayca ayrılması, elmas araçlarının yaşam ve performans seviyesini büyük ölçüde azaltır. Emprenye edilmiş araçlarda elmasın kullanım oranı düşüktür ve büyük miktarda pahalı elmas düşer ve iş sırasında atık yongalarında kaybolur. Lin Zengdong ve diğerleri, elmas yüzeylerine mükemmel termal iletkenlik ve elektrik iletkenliği, iyi termal stabilite, orijinal fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirme ve metal veya alaşım çözeltilerine uyandırabilirlik gibi birçok yeni özellik vermek için elmas yüzey metalizasyon teknolojisini kullanma öncülük ettiler.

 

Diamond Surface metalizasyonu, 1970'lerden beri yurtiçinde ve yurtdışında elmas alet imalat endüstrisinden büyük ilgi gördü. Birçok insan sinterleme işlemi sırasında elmas yüzey metalizasyonunu gerçekleştirme, matris malzemesine güçlü karbür metal tozu eklemeye veya elmas yüzeyine önceden bağlama araştırmasına bağlıdır (bu tür bir elmas ısıtmadan önce kaplama ile kimyasal olarak reaksiyona girmez), sinterleme sürecinde elmasa kimyasal bağ elde edebilecekleri umuduyla. Literatür, tungsten (oksitlenmemiş) gibi bazı metallerin elmas yüzeyi üzerinde nispeten düşük bir sıcaklıkta (yaklaşık 800 derece) bir WC tabakası oluşturabileceğini göstermiş olsa da, elmas yüzeyi ön metalleşmesi elde etmek için kullanılan işlem perspektifinden, ideal bağlama kuvvetini elde etmek için 1 saatten fazla vakum koşullarında ısıtılması gerekmektedir. Şu anda yaygın olarak kullanılan emprenye edilmiş elmas kesme aletlerinin sinterleme koşullarına göre, bir sefalet olmayan veya düşük vakumda yaklaşık 5 dakika boyunca 900 derece ısıtılırsa, elmas yüzeyinde bir metalizasyon tabakası üretilmesi olası değildir. Aktif metal atomlarının (Ti, V, Cr, vb.) Elmas yüzeyinde zenginleştirilmiş olup olmadığı veya arayüz reaksiyonu bağlayıcı ve elmas arasındaki metalurjik bağa ulaşırsa, bir atomik difüzyon işlemidir. Sıcak presleme ve kısa bir süre için kullanılan sıcaklığa göre, bu işlem yeterli değildir. Katı faz sinterleme koşulları altında (bazen az miktarda düşük mukavemetli ve düşük eritme noktalı metal veya alaşım sıvı fazı vardır), matrisin elmasa kimyasal bağlanması veya metalurjik bağı çok zayıftır veya hiç oluşmaz.

 

Elmas yüzeyinin ön metalleşmesi amaç değildir, ancak matris metaliyle kimyasal metalurjik bağ elde etmek için önlemlerden sadece biridir. Kaplama elmas testere (matkap) dişlere sindirildikten sonra, kırık yüzeyinde maruz kalan elmas kaplamayı kaybetti ve elmasın düştüğü artık çukurun yüzeyi çok pürüzsüz. Bu fenomen, elmas ve matrisin henüz kimyasal kapsülleme seviyesine ulaşmadığını gösteriyor. Bu nedenle, elmasın yüzey ön metalleşmesi elde edilse bile, geleneksel katı faz tozu metalurji sinterleme yöntemi elmas ve matris malzemesi arasında güçlü bir bağ elde edemez.

 

1980'lerin sonlarında, insanlar elmas alet üretimi için lehimleme teknolojisini keşfetmeye başladılar. Elmas yüzeyi belirli geçiş elemanları (Ti, Cr, W, vb. Gibi) ile kaplanmıştır ve yüzeyde karbür oluşturmak için kimyasal olarak reaksiyona girer. Bu karbür tabakasının etkisi sayesinde, elmas, bağlayıcı ve matris, lehimleme yoluyla güçlü bir kimyasal metalurjik bağ elde edebilir, böylece gerçek elmas yüzey metalizasyonu elde edebilir. Bu elmas lehimleme prensibidir. Yayınlanmış patentlerden ve makalelerden, bu teknolojinin partikül boyutunun maksimum elmas kenarı değerini 2/3'e ulaştırabileceği görülebilir ve araç ömrü 3 kattan fazla arttırılırken, normal koşullar altında, bu değer 1/3'ten azdır ve izin verilen kenar değeri, kenar keskinleştirme işlemi kararlı bir kenar değerine ulaştığında elde edilebilir. Bu nedenle, lehim teknolojisinin kullanımının, matris metali (Brazine) ile ana malzeme-kalıp ve çelik matris arasında güçlü bir bağ elde etmesi beklenmektedir.