Lehipli Elmas Araçlarının Bilgi Noktaları (Bölüm 2)

Anahtar Kelimeler: elmas, elmas aletler, lehimleme malzemeleri, lehimleme teknolojisi, elmas aletlerde lehimleme teknolojisinin uygulanması

 

Önceki makalede, Diamond Tools'ta lehim teknolojisinin uygulanmasını araştırdık. Bir sonraki makaleye devam edelim.

Önceki makale:

1. Elmas Araçları ve Sınıflandırmaları

2. Elmas bağlantıları biçimleri

3. Elmas araçlarında lehim teknolojisinin uygulamaları

4. Elmas matris sinterleme sırasında difüzyon lehimleme

5. Tek katmanlı elmas aletlerin lehimlenmesi

 

Bu makale:

6. Matrix'e elmas segmentlerinin lehimlenmesi

7. Elmas kompozitlerin lehimlenmesi

8. Diamond Aracı lehimleme ekipmanı ve işlemleri

9. Elmas alet aralıklarında geliştirme trendleri

10. Sonuç

 

 

Elmas aletleri genellikle elmas ipuçları ve substratları ile üretilir. Aralık, günlük testere, kesme, öğütme ve delme araçlarında kullanılan birincil yöntemdir. Bu aletler çeşitli formlarda gelirken, ortaklık, toz metalurjiden alaşım çeliğe yapılan gözenekli, karmaşık kompozitlerin aralıklarında yatmaktadır.

 

Elmas aletleri, genellikle yüksek hızlarda, titreşim altında ve yüksek sıcaklıklarda çalışan sert koşullarda çalışır. Bu nedenle, lehimleme elmas alet ipuçları zordur. Elmas aletlerinin verimliliğini artırmak için, kesme hızı ve besleme hızı için gereksinimler sürekli artmaktadır, bu da elmas aletlerinin daha yüksek lehte eklem mukavemetine sahip olmasını gerektirir. Lehim eklem gücünü geliştirmek için teknik yaklaşımda, lehimleme malzemesi ve lehimleme işlemi birbirini tamamlar ve güçlendirir; Destekleme verimliliğini artırmaya yönelik teknik yaklaşımda, lehimleme süreci ve lehimleme ekipmanı destekler ve birbirini güçlendirir.

 

Kesik dolgu metalinin erime sıcaklığı, takım ucunun sinterlenmesi ile yakından ilişkilidir ve sinterleme sıcaklığına göre seçilmelidir. Aralıklı dolgu metalinin gücü de aletin çalışma koşulları ışığında dikkate alınmalıdır. Elmas alet takım substratları için ipucu verirken, lehimleme malzemesi aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: lehimleme malzemesinin erime sıcaklığı 850 derecenin altında, tercihen mümkün olduğunca düşük olmalıdır; Liping malzemesi hem elmas alet ucu matrisi hem de takım substratı için iyi ıslatılabilirliğe ve orta akış özelliklerine sahip olmalıdır; Liping malzemesi ayrıca 300-400 derecelik geçici yüksek sıcaklıklara dayanabilen iyi yorgunluk direnci ve stabilitesi sergilemelidir; Ve lehimleme sürecinin çalışması basit olmalı, ya geleneksel indüksiyon lehimleme veya alev lehimleme kullanılarak.

 

Destekleme işlemi öncelikle, lehim tabakası kalınlığı, ön kesilmiş tedavi, ısıtma süresi, ısıtma hızı, tutma süresi ve sonrası tedavi dahil olmak üzere elmas alet lehimlenmiş eklemlerin mekanik özelliklerini etkiler. Bu faktörler ısınabilirlik, gözeneklilik, dahil etme oranı, lehim dikiş kalınlığı ve ısıya etkilenen bölgede (HAZ) artık stresi belirler.

 

Çözüm tabakasının kalınlığı, lehimlenmiş eklemin kesme mukavemetini ve yorgunluk mukavemetini etkiler, bu da lehim dikiş kalınlığını etkiler. Deneysel araştırmalar, aynı dolgu metal bileşimi ve lehimleme işlemini kullanan elmas aletlerinin lehimlenmesi sırasında, dolgu metal kalınlığı 0.20 ve 0.28 mm arasındayken en iyisi olduğunu göstermiştir (dolgu metal kalınlığı yeniden toplanma sırasında 0.15 mm'ye düşürülebilir). Daha küçük bir dolgu metal kalınlığı, takım ucu ile takım tabanı arasındaki arayüzün yetersiz ıslatılmasına neden olur, bu da zayıf lehimleme verimliliği ve daha düşük eklem mukavemeti ile sonuçlanır. Ayrıca, lehimleme işlemi sırasında, takım ucundaki kalay, kurşun, alüminyum, demir, tungsten ve titanyum gibi elemanlar yayılır ve kaynağa çözülür, eklem yapısının kucaklanması ve eklem mukavemeti azalır. Aşırı dolgu metal kalınlığı, eklemdeki gözeneklere kolayca yol açabilir, etkili lehimleme alanını azaltabilir ve kesme mukavemetini düşürebilir.

 

Dolgu metal ekleminin oluşumu, tüm ısıtma işlemi ile yakından ilişkilidir. Isıtma hızı, lehimleme sıcaklığı, tutma süresi ve soğutma hızı gibi faktörler, lehimlenmiş eklemin ıslanabilirliğini ve gözenekliliğini etkileyebilir, böylece eklemin mekanik özelliklerini değiştirebilir. Üretim sırasında, verimliliği artırmak için genellikle daha yüksek ısıtma oranları kullanılır. Bununla birlikte, aşırı yüksek ısıtma oranları, eklemde daha büyük kalıntı gerilmelere neden olabilir ve kaynağın mekanik özelliklerini etkileyebilir. Elmas alet uçlarındaki çeşitli bileşenlerin doğrusal genişleme katsayılarındaki önemli farklılıklar nedeniyle, örneğin, tungsten karbür, tungsten ve krom düşük doğrusal genişleme katsayılarına sahiptir, ancak çinko, kurşun, kalay, manganez ve kobalt yüksek doğrusal genişleme katsayılarına sahiptir-çeşitli bileşenler, çeşitli bileşenler, üretici inşirlikler yaşarlar. Bununla birlikte, aşırı yavaş ısıtma oranları sadece üretim verimliliğini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda elmas alet eklemini olumsuz etkileyerek lehimleme metalinin oksidasyonunu da şiddetlendirir. Bu ısıtma hızı zorluğunu ele almak için iki aşamalı bir ısıtma işlemi kullanılabilir: önce iş parçasının 400-500 dereceye kadar ısıtılması, sıcaklığı belirli bir süre boyunca tutma ve daha sonra lehimleme işlemini ısıtmaya devam etme. Destekleme sıcaklığı, eklemin mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Aşırı yüksek lehimleme sıcaklıkları, lehimleme dolgu metalinde çinkonun buharlaşmasına neden olur ve gözeneklere neden olur. Ayrıca, dolgu metali, cüruf inklüzyonları üreten ve eklem mukavemetini zayıflatan oksidasyona duyarlıdır. Aşırı düşük lehimleme sıcaklıkları dolgu metalinin akışkanlığını azaltır, cüruf kapanımlarını daha olası hale getirir, bu da sahte kaynaklara yol açar ve eklem mukavemetini zayıflatır.

 

Lehimleme sırasında yüksek frekanslı titreşim kullanmak, lehimleme verimliliğini artırabilir ve artık termal stresi azaltabilir. Manyetik akış kontrol teknolojisi enerji verimliliğini artırabilir, enerji tüketimini azaltabilir ve iş verimliliğini artırabilir.

 

Kravat öncesi ve sonrası tedaviler lehimleme kalitesini önemli ölçüde etkiler. Kaynaktan önce, oksit tabakasını çıkarmak için lehimleme yüzeyi öğütülmüş olmalıdır. Takım ucu ile taban arasındaki boşluk öğütmeden sonra düzgün olmalıdır. Yüzey oksit tabakalarının çıkarılması için yaygın yöntemler arasında bir öğütücü, dosyalama ve kumlama ile öğütme bulunur. Kaynaktan sonra, elmas aletleri yavaşça soğutulmalı veya soğutma hızını en aza indirgemek için yalıtılmalıdır, bu da anlama sonrası termal stresi azaltmaya yardımcı olur. Üretimde, daha ekonomik bir yöntem, yalıtım için asbest kullanmaktır. Kaynaktan sonra, iş parçası yüzeyi genellikle büyük miktarda oksit cürufunu ve lehimleme akısını korur. Bunlar korozyonu önlemek için kumlama veya diğer yöntemler kullanılarak temizlenmelidir. Temizlikten sonra, lehimleme dikişi kalite için denetlenmelidir. İyi bir lehimleme dikişi, belirgin gözenekler veya çatlaklar olmadan pürüzsüz, parlak, kavisli bir yüzey sergiler.

 

 

 

Polikristalin elmas kompakt (PDC), sinterleme elmas tozu ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında çimentolu karbür olan bir bağlayıcıdır. PDC, yüksek aşınma direnci, yüksek elastik modül, yüksek sertlik, izotropi ve nispeten yüksek termal iletkenlik gibi avantajlara sahiptir. PDC araçları, petrol delme aletleri, kömür madenciliği matkap bitleri ve yüksek hızlı, yüksek hassasiyetli kesme aletleri gibi üst düzey araçlar için tercih edilen malzeme haline gelmiştir. Liping, PDC araç üretiminde önemli bir süreçtir ve PDC'nin yaygın kullanımı, lehimleme teknolojisine daha yüksek teknik gereksinimler sunmuştur.

 

PDC alet lehimleme esasen karbürün takım çelik gövdesine aralıklanmasını içerir. Hem karbür hem de alet çeliği mükemmel lehimleme özelliklerine sahip olduğundan, PDC araçları çok çeşitli lehimleme dolgu metalleri ve lehimleme işlemleri sunar. Gümüş bazlı veya bakır bazlı dolgu metalleri kullanılabilir ve indüksiyon ısıtma ve alev ısıtma yöntemleri kullanılabilir. Düşük çevre kirliliği ve yüksek üretim verimliliği ile yüksek frekanslı indüksiyon lehimleme, dünya çapında PDC araçları için baskın lehimleme yöntemi haline gelmiştir. PDC araçlarının yüksek hassasiyeti ve yüksek mukavemeti nedeniyle, lehimleme doğruluğu, lehim dikiş gücü ve lehim dikiş kalitesi kritik teknik sorunlardır. PDC araçları üç ana şekilde başarısız olabilir: araç tabanından PDC tabakası ayrılması; sayfa kırığı; ve takım tabanına zarar. Bu üç arıza modunu ele almak için, optimize edilmiş lehimleme malzemeleri ve uygun lehimleme işlemleri yoluyla PDC takım kalitesi sağlanır.

 

Şu anda, ticari olarak temin edilebilen PDC'ye özgü lehimleme dolgu metalleri, nikel, manganez ve kobalt gibi elementlerle birlikte yüksek gümüş içeriğe sahiptir. Bu dolgu maddeleri, çimentolu karbür, yüksek lehimleme mukavemeti ve genellikle 50 derece ile 80 derece arasında kontrol edilen katı-sıvı faz sıcaklığı farkı için mükemmel ısınabilirlik gösterir.

 

Sayfa müfrezesi konusunu ele almak için mühendisler, BAG40Cuznni, Bag45Cuzn ve Bag50cuzn gibi daha yüksek güçlü dolgu metallerinin değiştirilmesi gibi lehimleme malzemesi performansını iyileştirmeye kararlıdırlar. Ancak, lehimleme süreci göz ardı edildi. PDC kompozit tabakalarının kırılgan doğası nedeniyle, aşırı yüksek erime sıcaklıklarına sahip lehim malzemelerinin ve işlemlerin kullanımı, kompozit tabakalarda çatlaklara, yontulmaya, parçalanmaya ve yontulmaya yol açabilir. Araştırmalar, yüksek kaliteli PDC tabakaları için izin verilen lehimleme sıcaklığının 780-800 derecesini geçmemesi gerektiğini, genel kaliteli PDC tabakaları için 750 dereceyi geçmemesi gerektiğini göstermiştir.

 

 

 

Çok çeşitli ve çeşitli elmas aletleri nedeniyle, ortaya çıkan lehimleme işlemleri ve ekipmanları çoktur. Alev lehimleme, tuz banyosu lehimleme, indüksiyon lehimleme, direnç aralık, fırın lehimleme, vakum lehimleme ve lazer lehimleme birbirleriyle rekabet ediyor. Şu anda, indüksiyon lehimleme ve vakum lehimleme baskın süreçlerdir.

 

Alev lehimleme erken gelişmiş bir lehimleme yöntemidir. Gerekli ekipman basit ve hafiftir, gaz kaynağı yaygın olarak mevcuttur ve işlem maliyeti düşüktür. Bununla birlikte, ısıtma sıcaklığının kontrol edilmesi zordur ve ana akım pazardan yavaş yavaş ortadan kaldırılmıştır.

 

Tuz banyosu lehimleme, hızlı ve düzgün ısıtma, yüksek lehimleme verimliliği ve lehimleme sırasında baz metalin daha az deformasyonu sunar ve bu da seri üretime uygun hale getirir. Bununla birlikte, tuzlu banyo lehimleme, kaynaktan sonra iş parçasına büyük miktarda akı bırakır, bu da anı aradan gelen temizlikten büyük miktarda atık su ve çevre kirliliğine neden olur. Ayrıca, tuz banyosu lehimleme ekipmanı pahalıdır, işlem karmaşıktır ve üretim döngüsü uzundur. Daha da önemlisi, yeşil üretimin eğilimi, elmas aletler için daldırma lehimini aşamalı olarak aşamalı olarak aşılamaktadır.

 

Yüksek frekanslı indüksiyon lehimleme hızlı ısıtma ve yüksek lehimleme verimliliği sunar; Çalışmak ve işgücü yoğundur; Ve çeşitli karmaşık şekilleri ve çok dişli iş parçalarını destekleyebilir. Otomatik besleme, atmosfer koruması veya vakum indüksiyon lehimlenmesi kullanılırken, eklemler mükemmel bir görünüm ve lehimlenmiş kalite sergiler. Bu yöntem sadece tek bir kaynak için düşük üretim maliyetleri sunmakla kalmaz, aynı zamanda substratın yeniden kanallı ve yeniden kullanılmasını sağlar. Elmas alet üretiminde artan işçilik maliyetleri ve tutarlı lehimleme kalitesi için artan taleplerle, otomatik indüksiyon aralıkları elmas kesme araçlarını lehimleme için birincil yöntem haline gelmiştir. Elmas aletlerinin otomatik indüksiyon lehimlenmesi, otomatik diş ayırma, bıçakların otomatik olarak tanımlanması ve toplama ve lehimleme pedlerinin otomatik beslenmesini sağlar. Yüksek kaynak hassasiyeti, güçlü lehimlenmiş eklemler ve uzun servis ömrü gibi avantajlar sunar. Bir kişi birden fazla makine çalıştırabilir ve işçilik maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.

 

Direnç lehimleme, lehimleme honlama çubukları için yaygın olarak kullanılır ve mükemmel kaynak kalitesi üretir. Bununla birlikte, bıçağın yüksek toplam sıcaklığı nedeniyle, bu elmasın ömrünü etkiler. Şu anda, sadece birkaç şirket bu süreci kullanıyor.

 

Fırın lehimleme (sürekli atmosfer lehimleme) öncelikle küçük testere bıçakları ve özel şekilli elmas aletlerinin üretiminde kullanılır. Genellikle amonyağın ayrışmasıyla üretilen hidrojen ve azot kullanır, gazları azaltır. Isıtma yavaş ve eşittir, bu da estetik açıdan hoş lehimlenmiş eklemler, güvenilir kalite ve parlak bir iş parçası yüzeyi ile sonuçlanır. Ayrıca yüksek üretim verimliliğine ve düşük kaynak maliyetlerine sahiptir, bu da onu seri üretime uygun hale getirir.

 

Genellikle bir direnç fırından radyasyon ısıtması kullanan vakum lehimleme, yüksek üretim verimliliği ve düzgün ısıtma sağlar, bu da kaynak kompleksi ve büyük elmas aletleri için uygun hale getirir. Şu anda, tek katmanlı elmas aletlerin vakum lehimlenmesi, geri yükleme aletleri, taşlama tekerlekleri, taş aletler ve cam aletler üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok katmanlı elmas aletlerin vakum lehimlenmesi de umut verici endüstriyel uygulama beklentileri vardır.

 

Son yıllarda, lazer lehimleme, tek katmanlı elmas aletlerin üretiminde yavaş yavaş başvuru kazanmıştır. Lazer lehimleme, iş parçasını hızlı bir şekilde ısıtır, kaynak işlemi sırasında elmasın yüksek sıcaklıkta kaldığı süreyi en aza indirir ve grafitleşmeyi etkili bir şekilde önler. Ayrıca, lazer lehimleme işlemi, elmas parçacıklarının düzenli bir şekilde düzenlenmesini sağlar, bu da yüksek ısıtma verimliliği ve hassas sıcaklık kontrolü ile sonuçlanır. Karmaşık kavisli yüzeyleri işleyebilir, yüksek derecede otomasyona sahiptir ve uygun bir çalışma ortamı sunar. Lazer lehimleme, yüksek frekanslı indüksiyon lehimlenmesi ile ilişkili yakınlık ve cilt etkilerinden kaçınırken büyük, karmaşık ve düzensiz şekilli iş parçalarını kaynaklamak için kullanılabilir.

 

 

 

Elmas aracı lehimleme, yılda yaklaşık 1.000 ton lehimleme malzemesi tüketen ve on binlerce insanı yurt içinde istihdam eden özel bir meslek haline geldi. Endüstri gelişiyor ve beş fikir birliği eğilimi var: otomasyon, yeşil üretim, entegre süreçler, yüksek kaliteli üretim ve uygun maliyetli üretim.

 

Otomasyon ve yeşil üretim, Çin'de Made 2025'in temel kavramları ve temel projeleridir. Elmas alet endüstrisindeki işçilik maliyetleri artmakta, hatta endüstrinin gelişimini tehdit etmektedir. Otomatik lehimleme ortak bir endüstri ihtiyacıdır. Büyük üretim hacimlerine sahip tüm ürünler otomatik aralıklara doğru ilerliyor. Şu anda, testere bıçaklarının otomatik lehimlenmesi giderek olgunlaşıyor ve diğer ürünler için otomatik lehim ekipmanı yakın.

 

Yeşil üretim, emisyonların azaltılmasını, malzemelerin korunmasını, enerji verimliliğini artırmayı ve enerji tüketimini düşürmeyi kapsar. Elmas aracı lehimleme, malzeme tüketimini ve enerji tasarrufunu azaltmada hızlı ilerleme kaydetmiştir, ancak kadmiyum içermeyen ve akı çekirdeği lehimleme dolgu metallerinin benimsenmesinde ve akı kullanımını azaltmada ilerleme daha yavaş olmuştur. Elmas aletleri (matkap bitleri, seçimler, testere bıçakları ve kesme aletleri gibi) dağıtıcı ürünlerdir. Normal çalışma sırasında içindeki lehimleme dolgu metali tükenir. Dolgu metalindeki kurşun ve kadmiyum gibi elemanlar, havaya, toprağa ve suya salınabilir ve çevreyi kirletebilir. Bazı unsurlar insanlar tarafından yutulabilir ve potansiyel olarak insan sağlığına zarar verir.

 

Alev indüksiyonu, indüksiyon-açı ve fırın indüksiyon-alev lehimleme dahil olmak üzere kombine lehimleme işlemleri, karmaşık, büyük ölçekli aletlerin hızlı, tüm pozisyonunu mümkün kılar. Bu, lehimleme süresini kısaltır, alet dayanıklılığını ve güvenilirliğini artırır ve araç ömrünü uzatır.

 

Kalite iyileştirmesi, lehimlenmiş eklemler için daha uzun yorgunluk ömrü gerektirir ve lehh dikişindeki kusurlar, yorgunluk yaşamını etkileyen önemli bir faktördür. Bu nedenle, Superhard aletlerinin ömrü arttıkça, lehim dikişindeki kusurları sürekli azaltmak ve lehimlenmiş eklemlerin kalitesini iyileştirmek için artan bir talep vardır. Destekleme malzemeleri ve işlemleri uygun olduğunda, dolgu metal temizliği, kusur oluşumunu etkileyen anahtar bir faktördür.

 

Ekonomi, imalat endüstrisinin ebedi bir talebidir. Düşük sesli lehim, bakır bazlı lehim, kompozit lehimleme ve prefabrik lehim lehim maliyetlerinden tasarruf etmek için ana talimatlardır; Verimli lehimleme süreci ve yüksek güvenilirlik lehimleme teknolojisi, lehimleme maliyetlerini azaltmanın başka bir yoludur.

 

 

(1) Elmas araçları çeşitli tiplerde ve lehim teknolojisi çeşitli araçların üretiminde önemli bir teknolojidir.

(2) Liping teknolojisinin elmas alet üretiminde dört ana uygulaması vardır: kesici kafası sinterlemede difüzyon lehimleme, kesici kafa lehimleme, tek katmanlı elmas alet lehimleme ve PDC alet lehimleme.

(3) Önceden alaşımlı toz, elmas kesici kafalarının kapsamlı performansını iyileştirmenin etkili bir yoludur. Aktif önceden alaşımlı toz, elmas aletlerinin keskinliğini ve servis ömrünü sinerjik olarak iyileştirebilir.

(4) Diamond Cutter kafalarının lehimleme için temel teknoloji kişiselleştirilmiş lehimleme dolgu metali ve verimli lehimleme işlemidir. PDC araçlarını hazırlamak için temel teknoloji, yüksek kaliteli lehimleme dolgu metalidir. Tek katmanlı elmas aletlerin lehimlenmesi için temel teknoloji ekipman ve lehimleme dolgu metalidir.

(5) Elmas aletlerinin aralıkları otomasyon, yeşillendirme, süreç entegrasyonu, kalite iyileştirme ve ekonomiye doğru gelişiyor.