Úlohy rôznych prvkov v spojive diamantových pílových kotúčov

Diamantové pílové kotúče sa vyrábajú privarením diamantových segmentov k základni (oceľovému telu). Diamantové segmenty sú vyrobené z jemných diamantových brúsnych častíc a kovového prášku pri vysokej teplote a vysokom tlaku. Jedným z faktorov ovplyvňujúcich výkon diamantových segmentov a pílových kotúčov sú kovové prvky v spojive diamantových segmentov.

Tento článok, založený na viac ako dvadsaťročných skúsenostiach s výrobou diamantových nástrojov, stručne analyzuje úlohu rôznych prvkov v spojive segmentov diamantových pílových kotúčov.

 

 

Meď a zliatiny na báze medi- sú najpoužívanejšie kovy v kovových spojivách diamantových nástrojov, pričom najbežnejším je elektrolytický medený prášok. Meď a zliatiny na báze medi- majú nízke teploty spekania, dobrú tvárnosť a spekavosť a dobrú vzájomnú rozpustnosť s inými prvkami. Hoci meď takmer nezmáča diamant, zliatiny medi s určitými prvkami môžu výrazne zlepšiť jeho zmáčavosť na diamant. Napríklad zliatiny medi vyrobené s jedným z prvkov tvoriacich karbid-, ako je Cr, Ti, W, V a Fe, môžu výrazne znížiť uhol zmáčania zliatiny medi voči diamantu. Meď môže vytvárať rôzne tuhé roztoky s niklom, kobaltom, mangánom, cínom a zinkom, čím sa spevní matricový kov.

 

 

 

Cín je prvok, ktorý znižuje povrchové napätie tekutých zliatin a má vplyv na zníženie uhla zmáčania tekutých zliatin na diamant. Je to prvok, ktorý zlepšuje zmáčanie spojivového kovu na diamant, môže znížiť teplotu topenia zliatiny a zlepšiť lisovateľnosť. Preto je Sn široko používaný v spojivách, ale jeho použitie je trochu obmedzené kvôli veľkému koeficientu tepelnej rozťažnosti.

 

 

V diamantových nástrojoch majú Zn a Sn veľa podobností, ako je nízka teplota topenia a dobrá deformovateľnosť. Zn však nie je taký účinný ako Sn pri zmene zmáčavosti na diamant. Kovový Zn má vysoký tlak pár a ľahko sa odparuje, takže množstvo použitého zinku by sa malo starostlivo kontrolovať.

 

 

 

Hliník je vynikajúci ľahký kov a dobrý deoxidátor. Pri 800 stupňoch je uhol zmáčania Al voči diamantu 75 stupňov a pri 1000 stupňoch je uhol zmáčania 10 stupňov. Pridaním hliníkového prášku do spojiva diamantových nástrojov sa môžu v matricovej zliatine vytvoriť karbidy Ti3AlC a intermetalické zlúčeniny TiAl.

 

 

Železo má dvojakú úlohu v spojivách: po prvé, tvorí karbidy cementitu s diamantom; po druhé, spája sa s inými prvkami na spevnenie matrice. Železo má lepšiu zmáčavosť voči diamantu ako meď a hliník a jeho priľnavosť k diamantu je vyššia ako priľnavosť kobaltu. Navyše, rozpustenie primeraného množstva uhlíka v zliatine na báze Fe-je prospešné pre jej spojenie s diamantom. To znamená, že mierne leptanie diamantu zliatinou na báze Fe- môže zvýšiť spojovaciu silu medzi spojivom a diamantom. Pri skutočnej výrobe lomová plocha pílového listu vo všeobecnosti nevykazuje hladký, odkrytý diamant, ale skôr vrstvu zliatiny, ktorá ho pokrýva, čo je prejavom zosilnenej spojovacej sily.

 

 

Co a Fe sú prechodné prvky s podobnými vlastnosťami. Za špecifických podmienok môže Co tvoriť karbid Co2C s diamantom a pokryť povrch diamantu extrémne tenkým kobaltovým filmom. Co môže teda znížiť medzipovrchové napätie s diamantom a má silnú priľnavosť k diamantu v kvapalnej fáze, čo robí Co vynikajúcim spojovacím materiálom.

 

 

Nikel má plošne{0}}centrovanú kubickú štruktúru, dobrú ťažnosť, húževnatosť a odolnosť proti oxidácii. Je nekonečne miešateľný s meďou. Nikel je prvok, ktorý podporuje austenitizáciu a môže rozšíriť oblasť -fázy. S uhlíkom reaguje len ťažko a medzifázová reakcia s diamantom sa pri vysokoteplotnom spekaní takmer nevyskytuje. Kvapalný Ni však dokáže pevne priľnúť k povrchu uhlíkových vlákien a vytvorí extrémne tenký film.

 

V pojivách diamantových nástrojov je Ni nenahraditeľným prvkom. V zliatinách na báze Cu-pridanie Ni umožňuje nekonečnú miešateľnosť s Cu, spevňuje matricovú zliatinu, bráni strate kovov s nízkym -bodom topenia-a zvyšuje húževnatosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Pridanie Ni a Cu do zliatin na báze Fe- môže znížiť teplotu spekania, znížiť tepelnú eróziu diamantu spojovacím kovom a výber vhodných pomerov Fe a Ni môže výrazne zlepšiť prídržnú silu spojiva na báze Fe-na diamante.

 

 

V kovových spojivách má mangán podobný účinok ako železo, ale má silnejšie penetračné a deoxidačné schopnosti a ľahko sa oxiduje. Vo všeobecnosti množstvo pridaného Mn nie je vysoké a má funkciu dezoxidácie a spevnenia matrice.

 

 

 

Chróm je silný karbid-tvoriaci prvok. V matrici diamantových drážkovaných pílových listov môže chróm zohrávať úlohu tlmenia zvuku-, ktorá súvisí s aktivačnou energiou Cr. Pridanie malého množstva Cr do matrice na báze Cu-môže znížiť uhol zmáčania zliatiny na báze medi-k diamantu a zlepšiť pevnosť spojenia medzi zliatinou na báze medi-a diamantom.

 

 

Titán je silne karbid-tvoriaci prvok, ktorý sa ľahko oxiduje a je ťažké ho redukovať. V prítomnosti kyslíka Ti prednostne tvorí TiO skôr ako TiC. Kovový titán je dobrý konštrukčný materiál s vlastnosťami, ako je minimálne zníženie pevnosti pri vysokých teplotách, tepelná odolnosť, odolnosť proti korózii a vysoký bod topenia. Štúdie ukázali, že pridanie vhodného množstva titánu do matrice diamantového pílového listu je prospešné pre zlepšenie životnosti pílového listu.

 

 

Volfrám je silný karbid-tvoriaci prvok a možno ho použiť ako materiál konštrukcie. Nanesením určitého množstva volfrámového prášku na povrch diamantu sa po spekaní vytvorí na povrchu diamantu WC, W3Co₃V a W₄Co₂C. Volfrám má dobrú kompatibilitu s inými spojivovými kovmi, ako sú Cu, Co, Ni a Fe.

 

 

 

 

Prvky vzácnych zemín môžu účinne znížiť teplotu topenia zliatiny; La a Ce majú silné deoxidačné, odsírovacie a deamonizačné účinky, inhibujú segregáciu oxidov, sulfidov a nitridov na rozhraní; môžu zlepšiť pevnosť v ohybe materiálu; v matriciach s vysokým -Co alebo čistým Co je pridanie prvku vzácnych zemín Ce prospešné na zlepšenie mechanických vlastností matrice a pridaním malého množstva Ce (približne 0,12 % hmotn.) do matrice na báze bronzu- možno dosiahnuť dobré výsledky.

 

 

 

Kremík má koeficient lineárnej rozťažnosti blízky koeficientu diamantu, nižší ako iné kovy; vykazuje menšie objemové efekty počas ohrevu a chladenia; kremík má dobrú kompatibilitu s diamantom; kremík môže znížiť teplotu topenia zliatiny a má silnú deoxidačnú schopnosť.

Spoločnosť Quanzhou Huice Company má viac ako dvadsaťročné skúsenosti s výrobou, výrobou, výskumom a vývojom diamantových nástrojov so špecializáciou na výrobu rôznych diamantových nástrojov.

Kontaktujte teraz