Role různých prvků v pojivu diamantových pilových kotoučů

Diamantové pilové kotouče se vyrábějí přivařením diamantových segmentů k základně (ocelovému tělu). Diamantové segmenty jsou vyrobeny z jemných diamantových brusných částic a kovového prášku za vysoké teploty a vysokého tlaku. Jedním z faktorů ovlivňujících výkon diamantových segmentů a pilových kotoučů jsou kovové prvky v pojivu diamantových segmentů.

Tento článek, založený na více než dvacetileté zkušenosti s výrobou diamantových nástrojů, stručně analyzuje roli různých prvků v pojivu segmentů diamantových pilových kotoučů.

 

 

Měď a slitiny na bázi mědi- jsou nejrozšířenějšími kovy v kovových pojivech diamantových nástrojů, přičemž nejběžnějším je elektrolytický měděný prášek. Měď a slitiny na bázi mědi- mají nízké teploty slinování, dobrou tvarovatelnost a slinovatelnost a dobrou vzájemnou rozpustnost s jinými prvky. Přestože měď diamant téměř nesmáčí, slitiny mědi s určitými prvky mohou výrazně zlepšit jeho smáčitelnost vůči diamantu. Například slitiny mědi vyrobené s jedním z prvků tvořících karbid-, jako je Cr, Ti, W, V a Fe, mohou výrazně snížit úhel smáčení slitiny mědi vůči diamantu. Měď může tvořit různé pevné roztoky s niklem, kobaltem, manganem, cínem a zinkem, které zpevňují matricový kov.

 

 

 

Cín je prvek, který snižuje povrchové napětí tekutých slitin a má vliv na snížení úhlu smáčení tekutých slitin vůči diamantu. Je to prvek, který zlepšuje smáčení pojivového kovu na diamant, může snížit bod tání slitiny a zlepšit lisovatelnost. Proto je Sn široce používán v pojivech, ale jeho použití je poněkud omezené kvůli velkému koeficientu tepelné roztažnosti.

 

 

V diamantových nástrojích mají Zn a Sn mnoho podobností, jako je nízký bod tání a dobrá deformovatelnost. Zn však není tak účinný jako Sn při změně smáčivosti na diamant. Kovový Zn má vysoký tlak par a snadno se odpařuje, takže množství použitého Zn by mělo být pečlivě kontrolováno.

 

 

 

Hliník je vynikající lehký kov a dobrý deoxidátor. Při 800 stupních je úhel smáčení Al vůči diamantu 75 stupňů a při 1000 stupních je úhel smáčení 10 stupňů. Přidáním hliníkového prášku do pojiva diamantových nástrojů se mohou v matricové slitině vytvořit karbidy Ti3AlC a intermetalické sloučeniny TiAl.

 

 

Železo má dvojí roli v pojivech: za prvé tvoří karbidy cementitu s diamantem; za druhé se leguje s jinými prvky, aby se zpevnila matrice. Železo má lepší smáčivost vůči diamantu než měď a hliník a jeho adheze k diamantu je vyšší než u kobaltu. Navíc rozpuštění vhodného množství uhlíku ve slitině na bázi Fe-je výhodné pro její spojení s diamantem. To znamená, že mírné leptání diamantu slitinou na bázi Fe- může zvýšit vazebnou sílu mezi pojivem a diamantem. Ve skutečné výrobě se na lomové ploše pilového kotouče obecně nevyskytuje hladký, obnažený diamant, ale spíše vrstva slitiny, která jej pokrývá, což je projevem zesílené spojovací síly.

 

 

Co a Fe jsou oba přechodové prvky s podobnými vlastnostmi. Za určitých podmínek může Co vytvořit karbid Co2C s diamantem a pokrýt povrch diamantu extrémně tenkým kobaltovým filmem. Co tedy může snížit mezipovrchové napětí s diamantem a má silnou adhezi k diamantu v kapalné fázi, díky čemuž je Co vynikajícím spojovacím materiálem.

 

 

Nikl má plošně{0}}centrovanou kubickou strukturu, dobrou tažnost, houževnatost a odolnost proti oxidaci. Je nekonečně mísitelný s mědí. Nikl je prvek, který podporuje austenitizaci a může rozšířit oblast -fáze. Obtížně reaguje s uhlíkem a při vysokoteplotním slinování téměř nedochází k mezifázové reakci s diamantem. Kapalný Ni však může pevně přilnout k povrchu uhlíkových vláken a vytvořit extrémně tenký film.

 

V pojivech diamantových nástrojů je Ni nepostradatelným prvkem. U slitin na bázi Cu-umožňuje přidání Ni nekonečnou mísitelnost s Cu, zpevňuje matricovou slitinu, zabraňuje ztrátě kovů s nízkým -bodem tavení-a zvyšuje houževnatost a odolnost proti opotřebení. Přidání Ni a Cu do slitin na bázi Fe- může snížit teplotu slinování, snížit tepelnou erozi diamantu spojovacím kovem a výběr vhodných poměrů Fe a Ni může výrazně zlepšit přídržnou sílu pojiva na bázi Fe- na diamantu.

 

 

V kovových pojivech má mangan podobný účinek jako železo, má však silnější penetrační a dezoxidační schopnosti a snadno se oxiduje. Obecně není množství přidaného Mn vysoké a má funkci dezoxidace a zpevnění matrice.

 

 

 

Chrom je silný karbid-tvorný prvek. V matrici pilových kotoučů s diamantovými drážkami může chrom hrát roli tlumení zvuku-, která souvisí s aktivační energií Cr. Přidáním malého množství Cr do matrice na bázi Cu-můžete snížit úhel smáčení slitiny na bázi mědi-k diamantu a zlepšit pevnost spojení mezi slitinou na bázi mědi-a diamantem.

 

 

Titan je silně karbid-tvorný prvek, který se snadno oxiduje a obtížně redukuje. V přítomnosti kyslíku tvoří Ti přednostně TiO spíše než TiC. Kovový titan je dobrý konstrukční materiál s vlastnostmi, jako je minimální snížení pevnosti při vysokých teplotách, tepelná odolnost, odolnost proti korozi a vysoký bod tání. Studie ukázaly, že přidání vhodného množství titanu do matrice diamantového pilového kotouče je prospěšné pro zlepšení životnosti pilového kotouče.

 

 

Wolfram je silný karbid-tvářející prvek a lze jej použít jako konstrukční materiál. Nanesením určitého množství wolframového prášku na povrch diamantu se po slinování vytvoří na povrchu diamantu WC, W3Co₃V a W₄Co₂C. Wolfram má dobrou kompatibilitu s jinými pojivovými kovy, jako je Cu, Co, Ni a Fe.

 

 

 

 

Prvky vzácných zemin mohou účinně snížit bod tání slitiny; La a Ce mají silné deoxidační, desulfurizační a deamonizační účinky, inhibují segregaci oxidů, sulfidů a nitridů na rozhraní; mohou zlepšit pevnost materiálu v ohybu; v matricích s vysokým -Co nebo čistým Co je přidání prvku vzácných zemin Ce prospěšné pro zlepšení mechanických vlastností matrice a přidáním malého množství Ce (přibližně 0,12 % hmotn.) do matrice na bázi bronzu- lze dosáhnout dobrých výsledků.

 

 

 

Křemík má koeficient lineární roztažnosti blízký koeficientu diamantu, nižší než u jiných kovů; při ohřevu a chlazení vykazuje menší objemové efekty; křemík má dobrou kompatibilitu s diamantem; křemík může snížit bod tání slitiny a má silnou deoxidační schopnost.

Společnost Quanzhou Huice Company má více než dvacet let zkušeností s výrobou, výrobou a výzkumem a vývojem diamantových nástrojů se specializací na výrobu různých diamantových nástrojů.

Kontaktujte nyní