Lehimleme Elmas Araçlarının Bilgi Noktaları (Bölüm 1)

 

Anahtar Kelimeler: Elmas, Elmas Araçları, Lesting Malzemeleri, Lehim Teknolojisi, Elmas Araçlarında Lehim Teknolojisinin Uygulanması

 

 

 

Elmas, birçok mükemmel özelliği birleştiren fonksiyonel bir malzemedir. Bugüne kadar keşfedilen en zor doğal malzemedir ve benzersiz optik, termal ve mekanik özellikleri fonksiyonel bir malzeme statüsünü daha da artırır. Elmas iki ana kategoriye ayrılmıştır: doğal elmas ve sentetik elmas. Sentetik elmas ayrıca tek kristal ve polikristalin elmaslara ayrılır. Her üç elmas türü de elmas araçları yapmak için kullanılabilir.

 

Son yıllarda, küresel sentetik elmas üretimi 15 milyar karata ulaştı ve Çin sürekli olarak sentetik elmas üretiminde sıralandı. Piyasaya bir geçer olan Çin, son yirmi yılda elmas alet endüstrisinde hızlı bir gelişme yaşadı, sadece dünyanın en yüksek üretimine ulaşmakla kalmadı, aynı zamanda kapsamlı bir yeni araç yelpazesi geliştirdi.

Elmas aletleri, öncelikle taş işleme, seramik modifikasyonu, jeolojik sondaj, petrol sondajı ve madencilikte çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Ayrıca inşaat, yapı malzemeleri, işleme, optik cam ve mücevher işleme ile elektronik ve elektrik endüstrilerinde önemli bir rol oynamaktadırlar. Modern üretim giderek daha zorlu elmas aletleridir ve üst düzey ekipman üretimi, elmas kesme aletlerinin geliştirilmesine giderek daha fazla bağımlıdır. Özellikle sert, kırılgan ve son derece sert malzemelerin işlenmesi için yüksek hızlı, ultra yüksek hızlı, yüksek hassasiyetli ve ultra hassas kesme ve öğütme artık elmas aletlerinden ayrılmaz. Elmas aletleri, testere aletleri, öğütme ve parlatma aletleri, kesme aletleri, delme aletleri ve tel çizim kalıpları dahil olmak üzere uygulamaya göre kategorize edilebilir.

 

 

Elmas kesme araçları, elmas dairesel testere bıçakları, elmas çete testereleri, elmas tel testereler, elmas tel testereler ve elmas deliği testereleri dahil olmak üzere şekil ile sınıflandırılır. Elmas dairesel testere bıçakları şu anda granit, mermer, seramik ve beton gibi ürünleri kesmek için yaygın olarak kullanılan taş ve inşaat endüstrilerinde en yaygın testere aracıdır. Yeşil üretim bağlamında, elmas dairesel testere bıçakları çoklu kanatlı kombinasyon testereleri için gelişmektedir, kombinasyon testereleri ve çete testereleri tipik örneklerdir. Çete testereleri, testere çerçevesine yan yana monte edilmiş düzinelerce elmas testere bıçağı bulunur ve geleneksel aşındırıcı testerelerden birkaç kat daha yüksek kesme verimliliği elde eder. Ortaya çıkan kesimler pürüzsüz, hatta kesitler oluşturur, taşlama ve parlatma iş yükünü önemli ölçüde azaltır. Diamond tel testereler genellikle granit ve mermer taşıma, betonarme kesme veya metal yapıları kesme için kullanılır ve kademeli olarak özel şekilli taş ve levhaların işlenmesine geçer. Elmas tel testereleri, sert ve kırılgan malzemelerin hassas, dar-terf kesimine sahiptir, bu da onları yarı iletken ve fotovoltaik hücre dilimlemesinde yaygın olarak kullanır. Ayrıca seramik, kuvars, ahşap ve diğer malzemelerin işlenmesinde benzersiz avantajlar gösterirler.

 

Elmas taşlama ve parlatma araçları, bir bağlayıcı kullanılarak elmaslarla bağlanmış geometrik şekilli aşındırıcılar için genel bir terimdir. Elmas aşındırıcılar yüksek taşlama kaplaması, yüksek verimlilik, düşük işlem maliyetleri ve uzun bir ürün ömrü sunar. Yaygın elmas öğütme araçları arasında taşlama diskleri, taşlama blokları, taşlama kafaları, öğütme bardakları, davullar, silindirler, kare tekerlekler, tarım tekerlekler, teğet tekerlekler, honlama tekerlekleri, honlama çubukları ve honlama blokları bulunur.

 

Elmas aletleri aşırı yüksek sertlik ve aşınma direnci, yüksek elastik modül, düşük sürtünme katsayısı, düşük termal genleşme katsayısı, mükemmel ısı transferi ve demir olmayan metallere düşük yapışma ile karakterizedir. Elmas aletleri, sert ve kırılgan metalik olmayan malzemeleri (seramik, grafit ve kompozit malzemeler gibi) işlemek için ve sert olmayan sert olmayan malzemelerin (bakır alaşımları ve alüminyum alaşımları gibi) hassas işlenmesi için kullanılabilir. Elmas araçları, her biri önemli ölçüde değişen performans, yapı, hazırlık yöntemleri ve uygulama alanlarına sahip çok çeşitli tiplerde gelir. Yaygın elmas aletleri, elmas çevirme aletleri, elmas freze kesicileri, elmas sıkıcı aletler, elmas broşlar, elmas matkap bitleri ve elmas şekillendirme araçlarını içerir.

 

Elmas matkap bitleri, yüksek delme verimliliği, yüksek delik kalitesi, minimum emek yoğunluğu ve düşük delme maliyetleri sunan gelişmiş sondaj araçlarıdır. Elmas matkap bitleri öncelikle petrol matkap bitleri, kömür matkap bitleri, jeolojik keşif matkap bitleri, mühendislik keşif matkap bitleri, ince duvar mühendislik matkap bitleri, cam matkap bitleri ve kompozit malzeme matkap bitleri dahil olmak üzere uygulamaya göre kategorize edilir.

 

 

 

Elmas üretim teknolojisindeki sınırlamalar nedeniyle, bireysel elmas parçacıkları nispeten küçüktür, genellikle ince parçacıklar ve hatta toz olarak verilir. Bu, elmas uygulamasında zorluklar sunar. Diamond, bir matris malzemesine bağlı olduğunda mükemmel özelliklerini tam olarak gerçekleştirebildiğinden, matris ile bağlama uygulaması için çok önemlidir.

 

Elmas, çoğu metal ile doğal olarak uyumsuzdur. Fiziksel olarak, elmas özellikleri diğer malzemelerle uyumlu değildir ve kimyasal olarak metalurjik olarak, elmas bağını sınırlayan uyumsuzdur.

 

Diamond Industrial uygulamasının ilk günlerinde, elmas kalemler ve cam kesiciler gibi araçlarda görüldüğü gibi mekanik ayar birincil yöntemdi. Bu aletler büyük elmas parçacıkları gerektirir.

 

Daha küçük elmas parçacıkları için, mekanik ayar neredeyse imkansızdır, bu da elektrokürlenmiş sabit ayar yöntemlerinin geliştirilmesine yol açar. Elektraplama elmas aletleri için genel süreç aşağıdaki gibidir: takım gövdesi işleme, boyutsal inceleme, mekanik tedavi, bozulma, salon, yalıtım tedavisi, pas giderme, sıcak ve soğuk su yıkama, anodik aşındırma, sıcak ve soğuk su yıkama, elektrosun, elmas uygulaması, kaplama tabakası, tank temizliği, hidrojen çıkarma, ilham ve bitmiş araç.

 

Elektrokaplanmış elmaslar düşük tutma mukavemetine ve kesme kuvvetini ve keskinliğini etkileyen düşük elmas maruziyetine sahiptir. Kesik elmas araçları bu eksiklikleri ele alıyor. Tarifli elmas aletler yüzey ayarlı ve emdirilmiş olarak kategorize edilir. Yüzey ayarlı aletler, elmasın doğrudan substrat yüzeyine çizilmesini içerirken, emprenye edilmiş aletler, bir kompozit oluşturmak için diğer malzemelerle elmasın sinterlenmesini içerir. Elmas kompozitin sinterleme işlemi esasen elmas ve substrat arasındaki bir difüzyon lehimleme işlemidir. Elmas ve karbürü kompakt bir (PDC) içine sokarak, elmas bağı bir karbür bağına dönüştürülür.

 

 

Elmas matrisinin sinterleme işlemi (yaygın olarak bıçak olarak bilinir) aynı zamanda bir difüzyon lehimleme işlemidir. Elmas alet lehimleme üç ana tipte kategorize edilebilir: tek katmanlı elmas alet lehimleme, elmas bıçak lehimleme ve PDC kompozit tabakası lehimleme.

 

Elmas bıçakların sıcak veya soğuk presleme sinterlenmesi tipik bir difüzyon lehimleme işlemidir. Elmas bıçak üretiminin ilk günlerinde, düşük sıcaklıklı metal tozu tipik olarak elmasın daha da sabitlenmesi için yüksek sıcaklıklı metal tozu ile lehimlenmiş eriyik difüzyonudur. Teknolojik gelişmelerle, karbür oluşturan elementler (krom, titanyum, vanadyum ve molibden gibi) içeren aktif önceden alaşımlı tozlar ortaya çıkmıştır. Difüzyon lehimleme veya lehimleme, aktif önceden alaşımlı tozun karbür oluşturmak için elmasla reaksiyona sokulmasıyla elde edilir. Karbür oluşumu, önceden alaşımlı tozdaki aktif elementlerin ve elmastaki karbondaki aktif elementlerin karşılıklı difüzyonundan ve göçünden kaynaklanan yavaştır. Bu işlem, atomik difüzyon ve reaksiyonun meydana gelmesi için belirli bir sıcaklıkta uzun bir süre gerektirir, bu da sıcak presleme sinterlemesinin bu difüzyon sürecini daha kolay bir şekilde elde etmesini sağlar.

 

Aralıklı tek katmanlı elmas aletler tipik olarak aktif veya nikel bazlı lehimleme dolgu metali kullanır. Bu işlem, güçlü karbür oluşturan elementlerin veya alaşımların varlığı yoluyla, matris malzemesi ve elmas arasında kimyasal bir metalurjik bağ oluşturur ve lehimleme tabakasının elmas üzerindeki kavramasını arttırır. Tek katmanlı lehimlenmiş aletler, dökülmeye direnen açıkta kalan elmasların yüksek bir yüzdesine sahiptir, bu da keskin kesim ve mükemmel yonga çıkarmaya neden olur. Elmasların düzenli düzenlenmesi, elmas katmanının takım yüzeyi üzerindeki rasyonel bir dağılımını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda elmasın kesme gücünü en üst düzeye çıkarır, aynı zamanda elmas kullanımını önemli ölçüde azaltır, takım maliyetlerini düşürür ve kesme verimliliğini artırır.

 

Liping elmas alet ipuçları benzersiz zorluklar sunar. İlk olarak, takım uçları çok sayıda kılcal damar içeren toz metalurji ürünleridir. İkincisi, takım uçları sindirilir, bu da hem yüzeyde hem de içeride oksitlerin varlığına neden olur. Üçüncüsü, takım uç bileşimleri değişir ve lehimleme malzemelerine ve süreçlere önemli talepler getirir.

 

PCD'nin izin verilen ısıtma sıcaklığı sınırlı olduğundan (genellikle ısıya dayanıklı sıcaklıklar 720-780 derecesini aşmayan), gümüş bazlı lehim malzemeleri öncelikle kullanılır. Bununla birlikte, yaygın gümüş bazlı lehim malzemeleri düşük ısı direncine ve elmas ve karbür için zayıf ıslatılabilirliğe sahiptir. Şu anda, lehimleme malzemesinin yüksek sıcaklık mukavemeti ve yorgunluk özelliklerini geliştirerek ve lehimleme işlemini optimize ederek PDC lehimleme gereksinimlerini karşılayabilen özel PDC aracı lehimleme malzemeleri mevcuttur.

 

 

 

1930'lardan sonra, toz metalurji prensipleri elmas dairesel testere bıçakları üretmek için kullanılmaya başladı. Erken aletler öncelikle elmas, yüksek eritme noktalı iskelet metal tozu, düşük eritme noktalı elemental metal tozu ve dolgu malzemelerinden, düşük eritme noktalı metal tozu lehimleme dolgu maddesi olarak hizmet etti. 1960'lardan sonra, elmas araçları hızla gelişti ve artan sayıda kurum, matris tozlarını sistematik olarak araştırmaya başladı. Önceden alaşımlı toz lehim dolguları, özellikle, elmas aletlerindeki difüzyon lehimleme özelliklerine artan ilgi gördü.

 

Elmas aletlerinin kullanımı sırasında, elmasların aşınması ve başarısızlığından ziyade matris aşınması nedeniyle önemli miktarda elmas kaybolur. Bu nispeten düşük elmas kullanım oranı ile sonuçlanır. Bunun nedeni, geleneksel elmas segment üretiminin, matris içindeki elmasların mekanik kapsüllenmesine dayanmasıdır. Elmaslar metal matris malzemesini ıslatmadığından, matris belirli bir yüksekliğe giyildiğinde, elmaslar metal matristen kolayca ayrılır ve elmas aletinin performansını ve ömrünü önemli ölçüde azaltır. Matrisin elmas kapsülleme kapasitesinin iyileştirilmesi, erken elmas kaybını önlemek için en etkili teknik önlemdir. Başlangıçta, bu yaklaşım öncelikle matris tozundaki faz transformasyonlarından kaynaklanan mekanik ekstrüzyon ve kapsülleme yoluyla kavramanın iyileştirilmesine odaklanmıştır. Son yirmi yılda, aktif önceden alaşımlı tozların elmas ile kimyasal metalurjik bağı üzerine yapılan araştırmalar yoğunlaştı.

 

Önceden alaşımlı tozlara nikel, titanyum, zirkonyum, vanadyum, vanadyum, vanadyum, krom, molibden ve tungsten gibi güçlü karbür oluşturan elementler eklemek, alaşımın elmas için ıslatılabilirliğini ve sinterleme işlemi sırasında difüzyon etleme yoluyla, matris ve elmas arasındaki kimyasal bağı güçlendirir. Bu, taşlama sırasında elmasın kenar yüksekliğini arttırır, kesme verimliliğini ve elmas kullanımını artırır. Ayrıca, lehimleyici bir dolgu metali olarak işlev gören önceden alaşımlı toz, elmas kesme bitlerinin stabilitesini ve kıvamını arttırır. Yeni lehimleme malzemeleri ve teknolojilerinin durum anahtar laboratuvarı, toz difüzyon lehimleme mekanizmasına dayanarak, toz difüzyon lehimleme mekanizmasına dayanarak, FBCU18, FBCU17, FBCU14, FBCU42, FBCU70 ve FBCU4 ve FBCU, FBCU18, FBCU, FBCU14, FBCU, FBCU18, FBCU, FBCU18, FBCU4 ve

Önceden alaşımlı tozların erime sıcaklığı aralığı, elmas alet bitlerinin sinterleme sıcaklığı ile uyumlu olduğundan, sıcak presleme ve sinterleme difüzyon lehimleme işlemleridir, soğuk presleme ve sinterleme geçici sıvı faz difüzyon lehimleme işlemleridir. Hem sıcak hem de soğuk presleme işlemleri, orta sıcaklıklarda yüksek eritme noktaları ile elmas arasında ıslatma reaksiyonlarını sağlar.

 

Elemental metal tozları değiştiren reaktif önceden alaşımlı tozlar, emprenye edilmiş elmas kompozitlerin aralıklı sinterlemesinde kullanılır, elmas alet matrisi metal tozlarının kolaylaştırılması, düşük-eritme noktası elementlerinin kolay kaybı, yüksek-nokta aktif sulama, volatilasyonun zayıf etkileşimi gibi teknik darboğazları ele alır. bileşenler ve kararsız bağlanma mukavemeti. Matrisin elmas kakma üzerindeki mekanik tutma etkisi, elmas bıçak yüksekliğini ve keskinliğini geliştiren bir kakma/lehimleme kompozit bağlantısına optimize edilmiştir. Graniti, yeni lehimleme malzemeleri ve teknolojilerinin durum anahtar laboratuvarı tarafından geliştirilen önceden alaşımlı toz ile hazırlanan bir bıçakla kesilirken, kesme hızı 1,5 ila 2 kez artırılabilir ve testere bıçağı ömrü 1,2 ila 1.6 kez uzatılabilir.

 

 

Tek katmanlı elmas aletlerin doğrudan lehimlenmesi öncelikle taşlama tekerleği giyinme kalemleri, ölçüm aletleri, taş aletler, değerli taş veya cam gravür aletleri ve elmas taşlama tekerlekleri, elmas taşlama tekerlekleri ve elmas dosyalarının üretiminde kullanılır. Lehimleme işlemi, elmas, lehimleme dolgu metali ve metal substrat arasında metalurjik bir bağ elde ederek yüksek bir bağ mukavemeti ile sonuçlanır. Elmasın kenar yüksekliği, elektrokaplama ile elde edilenden önemli ölçüde daha büyüktür. Sonuç olarak, lehimlenmiş tek katmanlı elmas aletler keskindir, büyük bir çip temizliğine sahiptir, kullanım sırasında tıkanmaya daha az duyarlıdır ve yüksek elmas kum kullanımı elde eder.

 

Çoğu lehimleme dolgu metal alaşımlarının elmas ıslatmasında zorluk çeker ve elmas yüksek sıcaklıklarda grafitizasyon ve oksidasyona duyarlıdır. Elmasın grafitleme geçiş sıcaklığı nedeniyle, bir vakum ortamında bile lehimleme sıcaklığı 1050 dereceyi aşmamalıdır. Elmas lehimleme sınırlı bir seçim seçeneğine sahiptir. Seçilen dolgu metali, elmasla iyi ıslatma sağlamalı ve onunla kimyasal ve metalurjik bir bağ oluşturmalıdır. Ayrıca keskinliği korumalı ve aşırı korozyondan kaçınmalıdır. Ayrıca, dolgu metalinin aşınma özellikleri, optimal elmas maruziyetini ve uzun bir servis ömrünü sağlamak için çalışılan malzeme ile uyumlu olmalıdır.

 

Titanyum, zirkonyum, krom ve vanadyum ıslak elmas gibi karbür oluşturan elemanlar iyi, ancak erime sıcaklıkları çok yüksektir, bu da elmasın yüksek sıcaklıklarda ciddi şekilde grafitlenmesine neden olur. Kobalt, demir ve alüminyum sıvı durumlarında etkili bir şekilde ıslak, ancak ıslanabilir sıcaklık aralığında ciddi şekilde aşındırıcıdır. Şu anda, elmas ıslanabilirliğini artırmak ve termal hasarı azaltmak için iki yaygın süreç kullanılmaktadır. Biri, elmas için ıslatılabilirliklerini ve afinitelerini artırmak için geleneksel lehimleme alaşımlarına aktif elementler eklemeyi içerir. Diğeri elmas yüzeyini metalle kaplamayı içerir. Yüksek eritme noktalı lehimleme alaşımlarıyla hazırlanırken, yüzey metali elmasını etkili bir şekilde korur, termal hasarı en aza indirir ve ıslanabilirliğini artırır.

 

Geleneksel lehimleme alaşımlarına aktif elemanlar eklenerek iki ana yeni lehimleme alaşımı oluşturulur: AG-CU, CU-SN ve NI-CR gibi bakır bazlı ve gümüş bazlı lehim alaşımları. Ag-Cu ve Cu-SN düşük eritme noktalı aralıklı alaşımlar öncelikle elmastaki termal hasarı en aza indirmek için tasarlanmıştır, ancak ortaya çıkan lehimlenmiş alet zayıftır, bu da agresif öğütme elde etmeyi zorlaştırır. Ni-Cr alaşımları ile lehimlenmiş elmas aletleri mükemmel aşınma direnci ve yüksek sıcaklık direnci sergiler.

Tek kristal veya tek katmanlı elmas aletlerin lehimlenmesi için süreçler arasında vakum fırın lehimleme, lazer lehimleme ve korumalı gaz yüksek frekanslı indüksiyon lehimleme bulunur. Vakum fırında lehimleme, yüksek üretim verimliliğine ve düzgün ısıtmaya sahiptir ve karmaşık yapılar ve büyük boyutlara sahip iş parçalarını kaynak yapabilir. Lazer lehimleme, kaynak ısı kaynağı olarak bir lazer ışını kullanır. Kaynak sırasında, iş parçası lokal olarak hızlı bir şekilde ısıtılır ve elmas kısa bir süre boyunca yüksek sıcaklıkta kalır, bu da elmasın grafitleştirmesini etkili bir şekilde önleyebilir. Gaz korumalı yüksek frekanslı indüksiyon lehimleme, substratı ısıtmak ve aynı anda lehimleme alaşımını ısıtmak için yüksek frekanslı indüksiyon kullanır. Yüksek ısıtma sıcaklığına, hızlı bir ısıtma hızına sahiptir ve sıcaklığı kontrol etmek kolaydır. Ayrıca yerel olarak ısıtabilir ve otomatik kontrol elde etmek kolaydır.

 

Bu makalede, lehimlenmiş elmas araçlarında kullanılan lehimleme teknolojisi ilkeleri, lehimleme teknolojisinin geliştirilmesi ve lehimleme malzemeleri, süreçler ve ekipmanlar hakkında bilgiler tartışılmaktadır. Aynı zamanda elmas alet endüstrisinde lehim teknolojisinin gelecekteki yönünü de önermektedir.

 

(Bu lehimlenmiş elmas destekli kadife parlatma pedinin lehimleme işlemini esnek elmas parlatma pedi teknolojisi ile etkili bir şekilde birleştirir. Öğütmeyi keskin ve daha uygun maliyetli hale getirir.)

 

 

Bu makalenin içeriği:

• 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
• 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

Sınırlı alan nedeniyle, bu web sitesi referansınız için iki bölüme ayrılmıştır.

 

Lehipli Elmas Araçlarının Bilgi Noktaları (Bölüm 2)