Úloha kobaltového prášku v diamantových nástrojoch

Kobaltový prášokje komponent na legovanie jadra pre vysoko{0}}výkonné matrice diamantových nástrojov. Často v kombinácii so železom, meďou, niklom a cínom sa široko používa v náročných aplikáciách,-ako sú špičkové-brúsne bloky zo žuly, PDC substráty, jadrové vrtáky do železobetónu a tvrdé{4}}segmenty pre pílenie kameňa-, ktoré slúžia ako kritický prášok na vyváženie odolnosti proti opotrebeniu, húževnatosti a zachovania diamantu.

 

 

1. Vynikajúca schopnosť zmáčania diamantu, výrazne zvyšuje retenciu
Kobalt vykazuje lepšiu zmáčavosť diamantom pri vysokých teplotách ako železo alebo meď. Počas spekania za horúca-kobalt pevne zapuzdrí diamantové častice, čím vytvorí robustnú medzifázovú väzbu, ktorá účinne zabraňuje predčasnej strate diamantu.
Za rovnakých podmienok sú formulácie na báze kobaltu-menej náchylné na „odlupovanie diamantu“, čo umožňuje diamantu plne využiť svoj rezný potenciál a výrazne predlžuje životnosť nástroja. Pri spárovaní s diamantmi potiahnutými titánom- sa efekt medzifázového spojenia ešte zvýši.

2. Vyváženie tvrdosti matrice, odolnosti proti opotrebovaniu a rázovej húževnatosti (najunikátnejšia výhoda kobaltu)
Železný prášok ponúka vysokú tvrdosť, ale strednú húževnatosť; medený prášok ponúka dobrú húževnatosť, ale nízku odolnosť proti opotrebovaniu;
Kobalt umožňuje súčasné dosiahnutie vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu a rázovej húževnatosti.

• Mierne rastúci obsah kobaltu zvyšuje odolnosť matrice proti opotrebovaniu, čo jej umožňuje odolať nepretržitému brúseniu proti kremenným agregátom a tvrdým horninám;
• Na rozdiel od prípravkov s vysokým{0}}železom sa nestáva nadmerne krehkým; preto je menej pravdepodobné, že segmenty a brúsne bloky prasknú alebo stratia zuby, keď sa stretnú s výstužou alebo prerušovanými nárazmi.
• V dôsledku toho je to preferovaná aditívna zložka pre vrtáky do základových pilót a spotrebný materiál používaný na tvrdú žulu.

 

3. Zlepšenie charakteristík spekania a zvýšenie hustoty matrice
Kobalt má vynikajúcu spekaciu aktivitu; uľahčuje spekanie v kvapalnej{0}}fáze na dosiahnutie práškovej metalurgickej väzby pri nižších teplotách a vytvára tuhé roztoky na spevnenie matrice.
Častice kobaltového prášku majú typicky vločkovité alebo dendritické tvary, čo vedie k silnému mechanickému prepojeniu a vysokej kompaktnej pevnosti v surovom stave. Po spekaní matrica vykazuje minimálnu pórovitosť a hustú, jednotnú mikroštruktúru, čo zaisťuje väčšiu konzistenciu medzi jednotlivými dávkami-k-vsádzke vo výkonnosti hotového produktu.

 

4. vynikajúce mechanické vlastnosti pri vysokých-teplotách; odolné voči zmäkčovaniu pri vysokej teplote a grafitizácii
Matrice na báze medi- sú náchylné na mäknutie plastov pri vysokých teplotách, ktoré vznikajú v dôsledku nepretržitého trenia; formulácie s vysokým-železom majú tendenciu vytvárať teplo, ktoré podporuje grafitizáciu diamantov.
Matrice na báze kobaltu- si lepšie zachovávajú pevnosť pri vysokých teplotách; odolávajú reologickému lešteniu počas ťažkého-nepretržitého brúsenia, čím zmierňujú-pasiváciu pracovnej plochy a skĺznutie. Znižujú tiež degradáciu diamantu pri vysokej-tepele, vďaka čomu sú vhodné na dlhodobé-nepretržité spracovanie.

 

5. Dobrá chemická stabilita; znižuje kontamináciu povrchu dosky
Oxidy kobaltu netvoria ľahko rozsiahle žltkasté-hnedé škvrny hrdze. V porovnaní s formuláciami s vysokým-práškom železa je nižšie riziko vzniku žltých škvŕn alebo škvŕn pri spracovaní svetlej-žuly alebo iných svetlých{4}}kamenných materiálov.

 

 

 

kľúčové faktory, ktoré treba zvážiť pri návrhu formulácie
1 Vysoké náklady na suroviny

• Kobalt je strategický neželezný -kov, ktorého náklady ďaleko presahujú náklady na železné alebo medené prášky. Výrobné náklady na všetky-kobaltové matrice sú extrémne vysoké, a preto nie sú vhodné na rozšírené použitie v masovom-technickom spotrebnom materiáli; typicky sa pridávajú v malých množstvách ako modifikátory legovania.

 

2 Nadmerný obsah kobaltu vedie k príliš tvrdej matrici a zníženému samo{1}}ostreniu

• So zvyšujúcim sa podielom kobaltu sa nadmerne zvyšuje odolnosť matrice proti opotrebovaniu a spotreba sa spomaľuje; to zabraňuje včasnému odkrytiu čerstvých diamantových rezných hrán, čo vedie k pasivácii a pomalému rezaniu. Meď a cín sa často pridávajú na úpravu vlastností samoostrenia.

 

3 Ultra-jemný kobaltový prášok je veľmi náchylný na oxidáciu

• Ultra{0}}jemný kobaltový prášok je vysoko reaktívny a ľahko oxiduje pri kontakte so vzduchom počas skladovania a miešania. Oxidy kobaltu ohrozujú metalurgickú väzbu, čo vedie k zníženiu pevnosti matrice a zvýšenej pórovitosti; následne si výroba vyžaduje prísnejšiu kontrolu prostredia miešania a ochranných atmosfér.

 

 

1. Flokulentný elektrolytický kobaltový prášok: Priemyselný štandard; vyznačujúce sa vysokým špecifickým povrchom, vysokou spekaciou aktivitou a dobrou tvarovateľnosťou. Má relatívne slabú tekutosť a je vhodný pre bežné brúsne segmenty a vrtáky lisované za tepla-.
2. Sférický atomizovaný kobaltový prášok: Vynikajúca tekutosť, vďaka čomu je kompatibilný s plne automatizovanými výrobnými linkami na kontinuálne formovanie; jeho spekacia aktivita je však nižšia ako u elektrolytického kobaltu.

(Spoločnosť HuiceTools dodáva vysoko{0}}výkonné vrtáky a segmenty do železobetónu so vzorcom s vysokým obsahom kobaltu)

 

 

 

• Matrix pre špičkové vrtáky do železobetónu a tvrdé{1}}kamenné PDC frézy: Vysoký obsah kobaltu, uprednostňuje odolnosť proti nárazu, vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a silné zadržanie diamantu.
• Hrubé brúsne segmenty pre žulu (kovom -spojované) a špičkové-kamenné brusivá na export: Stredný kobaltový systém (Co+Fe+Cu+Sn), vyrovnáva životnosť nástroja s ostrosťou.
• Brúsne segmenty pre mramor, luxusný kameň a mäkšie kamene: Nízky alebo nulový obsah kobaltu; spolieha na medené-cínové systémy, ktoré zaisťujú samoostriace{1}}možnosti pri kontrole výrobných nákladov.
• Ekonomický inžiniersky spotrebný materiál: Predovšetkým na báze železa-s malým množstvom kobaltu ako modifikujúcej prísady, čím sa vyhnete vysokým nákladom spojeným so všetkými-kobaltovými prípravkami.

 

Stručné zhrnutie

• Hlavná úloha kobaltového prášku: Vysoko{0}}výkonná výstužná zložka, ktorá zvyšuje zachovanie diamantu, vyrovnáva odolnosť proti opotrebovaniu a húževnatosť a zlepšuje vysokú-teplotnú stabilitu matrice.
• Kľúčové výhody: Dobrá zmáčavosť, odolnosť proti nárazu, vyvážené charakteristiky opotrebovania a znížená strata diamantu.
• Hlavné obmedzenia: Vysoké náklady na suroviny; nadmerné pridávanie môže brániť schopnosti matice-samoostrovať.
• Odvetvový-štandardný prístup: Pridanie primeraného množstva kobaltu do systému na báze železa-medeného základu, čím sa dosiahne zlepšenie celkového výkonu matrice pri najnižších možných nákladoch.