Komplexní přehled povlakovaných diamantových nástrojů

Původ povlakovaných diamantových nástrojů:

 

Komplexní přehled povlakovaných diamantových nástrojů

I. Definice a základní principy
Povlakované diamantové nástroje-na rozdíl od kovových nebo pryskyřičných brusných bloků s integrovanou sintrovanou matricí-jsou vytvářeny nanášením jedné vrstvy diamantových brusných částic na ocelový, hliníkový nebo slinutý karbidový substrát.

 

Toho je dosaženo jedním ze tří procesů:galvanické pokovování,vakuové pájení nebo nanášení tenkých vrstev CVD (Chemical Vapour Deposition)-. Tyto nástroje se vyznačují pouze povrchovou vrstvou diamantu bez hluboké matrice zásobníku pro skladování abraziva; průmysl je souhrnně nazývá „diamantové nástroje s jednovrstvým povlakem{2}}“.

Základní charakteristiky: Jednoduchá diamantová vrstva, vysoký abrazivní výstupek, velký prostor pro odvádění třísek, vysoká ostrost a vhodnost pro složité tvarování nebo obrábění složitých profilů.

1. Galvanizované diamantové nástroje (nejběžnější)
2. Vakuově pájené diamantové nástroje
3. Nástroje s CVD diamantovým povlakem

(CNC speciální pájený diamantový řezbářský nůž)

II. Klasifikace, struktura a výhody/nevýhody tří hlavních procesů nanášení
1. Galvanicky pokovené diamantové nástroje (niklový povlak s mechanickým zapuštěním; nejvyšší objem na trhu)
Princip procesu

• Po předúpravě substrátu se nástroj ponoří do galvanizační lázně. Kovový nikl se ukládá rovnoměrně, částečně zapouzdří a ukotví diamantové částice k povrchu substrátu; vazba je čistě mechanická, bez metalurgické fúze.

 

Strukturální charakteristiky

• Jedna diamantová vrstva s 50%–60% abrazivním výstupkem; tenký povlak a nízký celkový profil, umožňující vytváření obloukových tvarů, nástrojů s vnitřním vrtáním a složitých obrysů.

 

Výhody

1. Jednoduchá výroba, nízké náklady a rychlé dodání;
2. Extrémně vysoká počáteční ostrost; minimalizuje vylamování hran při řezání kamenných nebo keramických dlaždic;
3. Možnost obrábění velmi složitých tvarů: obloukové brusné kotouče, vrtáky s vnitřními otvory, kotouče pro profilování hran-kamenů a vodicí kotouče vodním paprskem;
4. Vysoká rozměrová přesnost; vhodné pro malé-sériové přesné obrábění a ruční broušení/retušování-. Nevýhody

 

Slabá retence diamantů;

1. diamanty mají tendenci se oddělovat ve velkých plochách pod silným tlakem, suchým broušením nebo při zpracování armatury;
2. Po spotřebování jediné vrstvy brusiva se zlikviduje; nelze renovovat;
3. Nevhodné pro dlouhodobou-masovou{1}}výrobu s velkým zatížením na montážních linkách.

 

Běžné výrobky pro kámen/stavbu

• Galvanicky pokovené leštící kotouče za mokra, nože na řezání dlaždic, brusné kotouče s obloukovým{0}}profilem kamene, kotouče na broušení skla, tenkostěnné vrtáky, řezbářské/frézy na kámen.

 

2. Vakuově-pájené diamantové nástroje (špičkový-nátěr s metalurgickým pojivem)
Princip procesu

• Titanové-diamantové částice v kombinaci s nikl-chromovým pájecím plnivem; tavený ve vysokoteplotní vakuové peci-; plnivo vytváří metalurgické chemické vazby s diamantem i ocelovým substrátem a pevně zapouzdřuje základnu diamantu.

 

Strukturální vlastnosti

• Vysoký diamantový výstupek (70 %–80 %); široké kanály-pro čištění čipů; vysoká retence (diamanty se nesnadno oddělují); vysoká-jednovrstvá-vrstva.

 

Základní výhody

1. Přídržná síla je 3–5krát větší než u galvanicky pokovených nástrojů; vhodné pro suché řezání a broušení-s velkým zatížením;
2. Vynikající odvod tepla; diamantová zrna snadno nevyhoří; životnost při zpracování betonu, žuly nebo silných dlaždic daleko přesahuje životnost galvanicky pokovených nástrojů;
3. Rychlé řezání bez námahy bez ucpání; minimální vylamování hran při řezání desek;
4. Vhodné pro montážní linky a těžké{0}}konstrukce pomocí úhlových brusek.

 

Nevýhody

• Vysoká investice do vybavení a vysoká jednotková cena; nelze přelakovat.

 

Běžné produkty

• Pájené pilové kotouče-pro řezání za sucha, kotouče na broušení betonu, válečky na starožitné kameny, tenkostěnné bity-na železobeton, brusné kotouče na silnice a mosty.

 

3. CVD diamantové nástroje potažené tenkým-filmem (čistý diamantový film, přesné obrábění)

Princip procesu

• Chemická depozice z plynné fáze za horka-vlákna (CVD) vytváří 4–40μm čistý diamantový film na povrchu nástrojů ze slinutého karbidu; není použito žádné pojivo, výsledkem je integrální, zcela{3}}diamantová povrchová vrstva.

 

Scénáře aplikací

• Přesné frézování grafitu, uhlíkových vláken, slitin hliníku s vysokým -křemíkem a zirkonové keramiky; zřídka se používá pro broušení velkých kamenných desek; v kamenickém průmyslu prakticky nepoužívaný.

 

Omezení

• Nelze zpracovávat železné kovy (vysoké teploty spouštějí grafitizaci); extrémně vysoké náklady; v kamenickém průmyslu není široce používán.

 

III. Diamantové nástroje s povlakem vs. slinuté diamantové brusné bloky (hlavní rozdíly)
Tabulka
Srovnávací položka Diamant s povlakem (galvanicky pokovený / pájený) Slinutý kov / pryskyřice (Frankfurt / bloky podkovy)
Diamond Distribution Pouze jedna povrchová vrstva; žádná hluboká{0}}vrstvová rezerva Diamant distribuovaný po celé matrici; vícevrstvou spotřebu-
Výška výčnělku Velmi vysoká; hladký odvod třísek Relativně nízký; náchylné k zanášení prachem
Ostrost Extrémně rychlé/bez námahy počáteční řezání Střední; ke stabilizaci vyžaduje „oblékání“ (vloupání-).
Krátká životnost; vyřazeno, jakmile se povrchová vrstva opotřebuje Dlouhé; nepřetržitá spotřeba diamantu v matrici
Nosnost Galvanizované: nízké zatížení; Pájené: střední-až{1}}těžké zatížení Vhodné pro 24-hodinové nepřetržité těžké broušení na výrobních linkách
Vhodné tvary Komplexní profily, oblouky, vnitřní otvory, jemné opracování hran Dávkové leštění a vyrovnávání velkých plochých desek
Renovace Nelze přelakovat; na jedno{0}}použití Lze obnovit pomocí opětovného-slinování (lisování za tepla)
Typické produkty Profilové kotouče, tenkostěnné-vrtáky, ruční-podložky, řezbářské bity Frankfurtské bloky, hrubé-brusné bloky na kov, segmenty pilových kotoučů

 

IV. Hlavní aplikace v průmyslu kamene a betonu
1. Sektor zpracování kamene

• Komplexní zpracování profilu a oblouku: římské hrany na pracovní desce, zakřivené parapety, profily lišt (pomocí pájených/galvanizovaných brusných kotoučů);
• Jemné dokončování hran, srážení hran a řezání otvorů: galvanicky pokovené tenkostěnné-nástavce na jádro a{1}}ořezávací kotouče (zabraňují odlamování mramoru/dlaždice);
• Po-prodejní opravy a bodové renovace: galvanicky pokovené mokré-leštící kotouče, ruční-stroje pro lokalizované opravy škrábanců;
• Malé-vyřezávání a reliéfní frézování: Galvanicky pokovené diamantové frézy pro vyřezávání složitých vzorů;
• Suché řezání tenkých desek a slinutého kamene: Pájené průběžné-kotoučové pilové kotouče (řez-bez třísek).

 

2. Stavební betonové a podlahové sektory

• Broušení betonových stěn/podlah: Pájené diamantové miskovité kotouče, trapézové segmenty pro broušení podlah;
• Instalatérské/elektrické řezání otvorů: Galvanicky pokovené nebo pájené tenkostěnné korunkové korunky-pro rychlé vrtání do cihlových zdí a prostého betonu;
• Staré podlahové nátěry a odstranění epoxidu: Pájené hrubé brusné kotouče;
• Broušení/opravování asfaltu a vozovek; tvarovací válce pro omílání/profilování kamene.

 

V. Shrnutí základních výhod a nevýhod výkonu
Obecné výhody (sdílené galvanicky pokovenými a pájenými nástroji)

• Jednovrstvá diamantová struktura s vysokým výstupkem; nízká odolnost proti broušení a rychlý úběr materiálu; minimální vylamování hran na hotovém povrchu;
• Těla nástrojů mohou být vyrobena do složitých zakřivených tvarů, vnitřních otvorů nebo úzkých štěrbin, díky čemuž jsou vhodná pro nepravidelné, ne-standardní obrábění;
• Nevyžaduje se{0}}dlouhá přestávka; ostré ihned po montáži; jednoduché nastavení;
• Velký prostor pro čištění třísek; kamenný prach a betonové agregáty méně pravděpodobně ucpávají pracovní plochu.

 

Specifické nevýhody galvanicky pokovených nástrojů

• Špatná odolnost proti nárazu; nevhodné pro suché broušení nebo silný tlak; náchylné ke ztrátě diamantu při zpracování žuly nebo železobetonu;
• Krátká životnost; vhodné pouze pro lehké-náročné, malo-dávkové, mokré-zpracování dokončovacích operací.

 

Specifické výhody pájených nástrojů

• Metalurgické spojení zajišťuje odolnost proti nárazu; vhodné pro suché i mokré použití; schopné zpracovávat železobeton a tvrdou žulu;
• Životnost je 2–4krát delší než u galvanicky pokovených nástrojů; vhodné pro velkoobjemové zpracování-na staveništích a v kamenných továrnách.

(Elektricky pokovený diamantový pilový kotouč)

 

VI. Praktické pokyny pro výběr

• Přesné ořezávání hran a řezání otvorů pro vnitřní mramor, slinutý kámen a dlaždice → Použijte galvanicky pokovené diamantové nástroje pro hladký povrch -bez třísek;
• Venkovní suché řezání/zpracování betonu, armatury a tlusté žuly → Používejte vakuově{0}}pájené nástroje s povlakem;
• Hrubé povrchové broušení a vyrovnávání na plně automatizovaných velkých-výrobních linkách na výrobu desek → Použijte brusné segmenty ze slinutého kovu nebo pryskyřice; nástroje s povlakem se nedoporučují;
• Striktně se vyhněte galvanickému broušení pro dlouhodobé broušení za sucha nebo broušení za silného{0}}tlaku; celá diamantová vrstva je náchylná k odlupování, což činí nástroj nepoužitelným;
• Po celou dobu používání nástrojů s povlakem se doporučuje dostatečné vodní chlazení, aby se zabránilo karbonizaci diamantu a jeho oddělení způsobenému vysokými teplotami.