Druhy slinutých kovových pojiv v diamantových nástrojích

Úvod

Diamantové nástroje způsobily revoluci v moderních průmyslových odvětvích, zejména ve zpracovatelském a stavebním průmyslu, se svými pozoruhodnými mechanickými a tepelnými vlastnostmi. Diamantové krystaly však vyžadují spojení s kovovým substrátem, aby se vytvořil funkční nástroj. Slinování různých kovů za účelem vytvoření kovových vazeb s diamantovými krystaly je běžně používanou technikou při výrobě diamantových nástrojů. Tento článek představí přehled různých typů slinovacích kovových pojiv používaných v diamantových nástrojích, včetně mědi, kobaltu, železa, wolframu, karbidu křemíku a slitin pro tvrdé pájení. Rovněž budou uvedeny vlastnosti, výhody a nevýhody každého typu kovového pojiva.

Pojiva na bázi mědi

Pojiva na bázi mědi jsou široce používána při výrobě diamantových nástrojů pro jejich nízkou cenu a vynikající tepelnou vodivost. Běžná pojiva na bázi mědi používaná v průmyslu jsou měď-cín, měď-stříbro a měď-fosfor. Pojiva měď-cín jsou ideální pro aplikace mokrého řezání, kde jsou pojiva měď-stříbro a měď-fosfor vhodná pro aplikace suchého řezání. Pojiva na bázi mědi mají dobrou pevnost spojení s diamantovými krystaly a poměrně snadno se zpracovávají. Mají však relativně nízkou teplotu tání, což omezuje jejich použití ve vysokoteplotních aplikacích.

Pojiva na bázi kobaltu

Pojiva na bázi kobaltu se běžně používají v diamantových nástrojích kvůli jejich vynikající odolnosti proti opotřebení, pevnosti při vysokých teplotách a chemické stabilitě. Kobalt se obvykle používá jako základní kov v pojivech s přidáním dalších prvků, jako je nikl, wolfram a titan, aby se zlepšily vlastnosti pojiva. Výsledné pojivo má vysokou pevnost spojení s diamantovými krystaly, díky čemuž je ideální pro náročné řezání a broušení. Díky vysokému bodu tání jsou pojiva na bázi kobaltu ideální pro aplikace, kde se očekávají vysoké teploty.

Pojiva na bázi železa

Pojiva na bázi železa jsou relativně levná a mají dobrou pevnost spojení s diamantovými krystaly, ale jejich použití v diamantových nástrojích je omezené kvůli jejich nízké odolnosti proti opotřebení a nízké pevnosti při vysokých teplotách. Běžně se používají v aplikacích s nízkým dopadem, jako jsou vrtací nástroje a pilové kotouče. Pojiva na bázi železa obvykle obsahují další prvky, jako je nikl, kobalt a měď, aby se zlepšily jejich vlastnosti.

Pojiva na bázi wolframu

Pojiva na bázi wolframu mají vynikající pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti opotřebení a chemickou stabilitu, díky čemuž jsou vhodná pro náročné řezání a broušení. Jako základní kov se obvykle používá karbid wolframu s přídavkem kobaltu nebo niklu pro zlepšení vlastností pojiva. Pojiva na bázi wolframu mají vysokou pevnost spojení s diamantovými krystaly, ale jsou poměrně křehká a při vysokém rázovém zatížení mohou praskat.

Pojiva z karbidu křemíku

Pojiva z karbidu křemíku se běžně používají v diamantových nástrojích kvůli jejich vynikající tepelné vodivosti, odolnosti proti opotřebení a chemické stabilitě. Pojivo z karbidu křemíku je typicky smícháno s kovovým pojivem, jako je kobalt nebo nikl, aby se zlepšila jeho pevnost spojení s diamantovými krystaly. Pojiva z karbidu křemíku mají vysokou odolnost proti tepelnému šoku, díky čemuž jsou ideální pro vysokoteplotní aplikace. Jsou také odolné vůči chemikáliím, jako jsou kyseliny a zásady.

Pájecí slitinová pojiva

Pojiva z pájecích slitin se používají v diamantových nástrojích k vytvoření kovové vazby mezi diamantovými krystaly a kovovým substrátem. Slitiny pro tvrdé pájení jsou obvykle vyrobeny z mědi, stříbra, niklu nebo zlata, smíchané s různými dalšími prvky pro zlepšení jejich vlastností. Pájecí slitiny mají vysoký bod tání, díky čemuž jsou ideální pro vysokoteplotní aplikace. Mají také dobrou odolnost proti opotřebení, chemickou stabilitu a pevnost spojení s diamantovými krystaly. Slitiny pro tvrdé pájení se relativně snadno zpracovávají, ale jsou obecně dražší než jiná pojiva, což omezuje jejich použití v průmyslu.

Závěr

Závěrem lze říci, že výběr kovového pojiva v diamantových nástrojích je kritický, protože může významně ovlivnit výkon nástroje a životnost. Pojiva na bázi mědi jsou relativně levná, ale jejich nízký bod tání omezuje jejich použití ve vysokoteplotních aplikacích. Pojiva na bázi kobaltu jsou ideální pro náročné řezání a broušení díky své odolnosti proti opotřebení a pevnosti při vysokých teplotách. Pojiva na bázi železa jsou vhodná pro aplikace s nízkým nárazem, jako jsou vrtací nástroje a pilové kotouče. Pojiva na bázi wolframu mají vynikající pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti opotřebení, ale mohou být křehká při vysokém rázovém zatížení. Pojiva z karbidu křemíku mají vynikající tepelnou vodivost a chemickou stabilitu, díky čemuž jsou ideální pro vysokoteplotní aplikace. Pojiva z pájecích slitin mají dobrou odolnost proti opotřebení, pevnost spojení a pevnost při vysokých teplotách, ale jsou obecně dražší. Proto je při výběru kovového pojiva nezbytné zvážit požadovaná výkonnostní kritéria diamantového nástroje.