Pochopení pájených diamantových nástrojů

Diamant má vynikající vlastnosti, jako je extrémně vysoká tvrdost, vysoká odolnost proti opotřebení, vysoká tepelná vodivost a nízký koeficient tepelné roztažnosti, což z něj činí nejlepší materiál pro výrobu řezných a brusných nástrojů. Diamantové nástroje jsou nejběžněji používané nástroje pro zpracování tvrdých a křehkých materiálů řezáním, broušením a dalšími metodami. Na základě způsobu zpracování je lze rozdělit do typů, jako jsou vrtací nástroje, pilové nástroje a brusné nástroje.

 

 

Pájení a galvanické pokovování jsou dva běžně používané výrobní procesy pro diamantové nástroje.

 

U galvanicky pokovených diamantových nástrojů netvoří částice diamantu na povrchu chemickou metalurgickou vazbu s přídavným materiálem. Prostor pro třísky je malý a abrazivní částice jsou náchylné k oddělení poté, co jsou vystaveny působení síly, což má za následek špatné samoostřící vlastnosti.

 

Pájené diamantové nástroje jsou náhradou tradičních jedno{0}}vrstvých galvanicky pokovených diamantových nástrojů. Vyrábějí se zahřátím na vysoké teploty, aby se roztavil pájecí materiál, s využitím roztavené kapalné slitiny k vytvoření chemické metalurgické vazby mezi diamantem a substrátem. Dosahuje se tak vysoce pevného spojení mezi diamantem, slitinovým pájecím materiálem a základním kovem, které nabízí výhody, jako je tenká spojovací vrstva, vysoký výstup abrazivních částic, velký prostor pro třísky a odolnost proti oddělování abrazivních částic. To jim umožňuje splnit požadavky na efektivní zpracování obtížně obrobitelných--materiálů, jako je kámen, keramika a slinutý karbid.

 

 

Vzhledem k obtížnosti smáčení povrchu diamantu běžně používanými kovovými pájecími slitinami je pájitelnost diamantu extrémně špatná. V současné době se ke zlepšení pájitelnosti mezi diamantem a kovem používají především metody aktivního pájení kovů nebo diamantové povrchové metalizace.

 

Aktivní pájení kovů:

U diamantového spojování se aktivním pájením kovů rozumí přidávání aktivních prvků (obvykle silných karbid{0}}tvorných prvků), jako je Ti, Zr, Cr, V atd., do pájecí slitiny. Prostřednictvím chemických reakcí se tvoří karbidy, čímž se dosáhne metalurgického spojení mezi diamantem a slitinou pro tvrdé pájení a poté se diamant spojí s kovovým substrátem prostřednictvím slitiny pro tvrdé pájení. Rozhraní pájeného diamantového spoje je znázorněno na obrázku 1.

 

Obrázek 1 Rozhraní pájeného diamantového spoje

 

Diamantová povrchová metalizační úprava
Diamantový povrch je podroben úpravě aktivace kovu, aby povrch získal vlastnosti podobné kovu-, což více přispívá k vazbě mezi diamantem a kovovou pájecí slitinou. Povrchová metalizace zahrnuje hlavně bezproudové pokovování následované galvanickým pokovováním, vakuové napařování, plazmové naprašování, magnetronové naprašování, chemické nanášení par, fyzikální naparování a mechanické nanášení. Běžněji se používá bezproudové pokovování následované galvanickým pokovováním a vakuovým napařováním. Pro metalizaci se obvykle vybírají vysoce reaktivní kovy, jako je Ti, Cr, W a Mo. Kovový povlak usnadňuje metalurgické spojení mezi diamantem a substrátem a může zlepšit přídržnou sílu substrátu diamantového nástroje na diamantových částicích.

 

(1) Během procesu pájení lze přidávat různé slitiny a různé kovové částice, aby se dosáhlo optimálních výsledků pro pájený spoj;
(2) Sílu diamantu pod různými pájecími slitinami lze upravit řízením teploty. Různé teploty pájení ovlivňují reakční vrstvu mezi pájecí slitinou a základním materiálem. Čím silnější je reakční vrstva, tím menší je gradient tepelného napětí a tím vyšší je pevnost spoje; avšak na druhou stranu, čím silnější je reakční vrstva, tím větší je namáhání nepřizpůsobením tepelné roztažnosti a tím náchylnější k praskání.

 

 

(1) Přídavný kov pro tvrdé pájení musí mít dobrou smáčivost a pevnost spojení jak s diamantem, tak s materiálem matrice;
(2) Výběr materiálů pro tvrdé pájení a proces pájení musí zajistit stabilitu diamantu, aby se snížila nebo zabránilo erozi diamantu přídavným kovem pro tvrdé pájení;
(3) Jako přídavný kov pro tvrdé pájení by měl být zvolen kovový (slitinový) materiál s nízkou teplotou tání a koeficientem tepelné roztažnosti blízkým koeficientu diamantu. Mělo by se také zvážit přidání určitých aktivních prvků pro zlepšení smáčivosti a afinity s diamantem, čímž se dosáhne jak účinného spojení diamantu, tak splnění požadavků na mechanickou výkonnost matricového materiálu.

 

 

 

Pro srovnání výkonnosti zpracování byly připraveny tři sady galvanicky pokovených brusných hlav a pájených brusných hlav se stejným typem a velikostí pájecího plniva a brusiva. Ty byly následně použity pro zpracování keramických desek z oxidu hlinitého a byla porovnána jejich životnost. Bylo pozorováno, že životnost pájených diamantových brusných hlav byla více než třikrát delší než životnost galvanicky pokovených brusných hlav. Kromě toho pájené brusné hlavy vykazovaly méně abrazivních částic lámání a odlupování a nedocházelo k žádnému odlupování pájecí vrstvy, což demonstruje vynikající zpracovatelský výkon pájených diamantových nástrojů.

 

 

 

Toto jsou naše pečlivě vybrané znalosti o pájení diamantových nástrojů a jsou jedním z velmi profesionálních vysvětlení znalostí v naší přednáškové síni diamantových nástrojů. Pokud potřebujete přizpůsobený pájený diamant, zanechte prosím své kontaktní údaje pro výrobu

Kontaktujte nyní