Druhy spekaných kovových spojív v diamantových nástrojoch

Úvod

Diamantové nástroje spôsobili revolúciu v modernom priemysle, najmä vo výrobnom a stavebnom priemysle, so svojimi pozoruhodnými mechanickými a tepelnými vlastnosťami. Diamantové kryštály však vyžadujú spojenie s kovovým substrátom, aby sa vytvoril funkčný nástroj. Spekanie rôznych kovov na vytvorenie kovových väzieb s diamantovými kryštálmi je bežne používanou technikou pri výrobe diamantových nástrojov. Tento článok predstaví prehľad rôznych typov spekacích kovových spojív používaných v diamantových nástrojoch, vrátane medi, kobaltu, železa, volfrámu, karbidu kremíka a zliatin na tvrdé spájkovanie. Tiež budú uvedené charakteristiky, výhody a nevýhody každého typu kovového spojiva.

Spojivá na báze medi

Spojivá na báze medi sú široko používané pri výrobe diamantových nástrojov kvôli ich nízkej cene a vynikajúcej tepelnej vodivosti. Bežné spojivá na báze medi používané v priemysle sú meď-cín, meď-striebro a meď-fosfor. Spojivá meď-cín sú ideálne pre aplikácie rezania za mokra, kde sú spojivá medi-striebra a medi a fosforu vhodné na rezanie za sucha. Spojivá na báze medi majú dobrú pevnosť spojenia s diamantovými kryštálmi a relatívne ľahko sa spracovávajú. Majú však relatívne nízku teplotu topenia, čo obmedzuje ich použitie vo vysokoteplotných aplikáciách.

Spojivá na báze kobaltu

Spojivá na báze kobaltu sa bežne používajú v diamantových nástrojoch kvôli ich vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu, pevnosti pri vysokých teplotách a chemickej stabilite. Kobalt sa zvyčajne používa ako základný kov v spojivách s pridaním ďalších prvkov, ako je nikel, volfrám a titán, aby sa zlepšili vlastnosti spojiva. Výsledné spojivo má vysokú pevnosť spojenia s diamantovými kryštálmi, vďaka čomu je ideálne pre náročné rezanie a brúsenie. Spojivá na báze kobaltu majú vysoký bod topenia a sú ideálne pre aplikácie, kde sa očakávajú vysoké teploty.

Spojivá na báze železa

Spojivá na báze železa sú relatívne lacné a majú dobrú pevnosť spojenia s diamantovými kryštálmi, ale ich použitie v diamantových nástrojoch je obmedzené kvôli ich nízkej odolnosti proti opotrebovaniu a nízkej pevnosti pri vysokých teplotách. Bežne sa používajú v aplikáciách s nízkym nárazom, ako sú vŕtacie nástroje a pílové listy. Spojivá na báze železa zvyčajne obsahujú ďalšie prvky, ako je nikel, kobalt a meď, aby sa zlepšili ich vlastnosti.

Spojivá na báze volfrámu

Spojivá na báze volfrámu majú vynikajúcu pevnosť pri vysokých teplotách, odolnosť proti opotrebovaniu a chemickú stabilitu, vďaka čomu sú vhodné na náročné rezanie a brúsenie. Karbid volfrámu sa zvyčajne používa ako základný kov s prídavkom kobaltu alebo niklu na zlepšenie vlastností spojiva. Spojivá na báze volfrámu majú vysokú pevnosť spojenia s diamantovými kryštálmi, ale sú pomerne krehké a pri vysokom zaťažení môžu prasknúť.

Spojivá z karbidu kremíka

Spojivá z karbidu kremíka sa bežne používajú v diamantových nástrojoch kvôli ich vynikajúcej tepelnej vodivosti, odolnosti proti opotrebovaniu a chemickej stabilite. Spojivo karbidu kremíka sa typicky zmieša s kovovým spojivom, ako je kobalt alebo nikel, aby sa zlepšila jeho pevnosť spojenia s diamantovými kryštálmi. Spojivá z karbidu kremíka majú vysokú odolnosť voči tepelným šokom, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie pri vysokých teplotách. Sú tiež odolné voči chemikáliám, ako sú kyseliny a zásady.

Spájkovacie zliatinové spojivá

Spájkovacie zliatiny sa používajú v diamantových nástrojoch na vytvorenie kovovej väzby medzi diamantovými kryštálmi a kovovým substrátom. Spájkovacie zliatiny sú zvyčajne vyrobené z medi, striebra, niklu alebo zlata, zmiešané s rôznymi ďalšími prvkami na zlepšenie ich vlastností. Zliatiny na tvrdé spájkovanie majú vysoký bod topenia, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie pri vysokých teplotách. Majú tiež dobrú odolnosť proti opotrebeniu, chemickú stabilitu a pevnosť spojenia s diamantovými kryštálmi. Spájkovacie zliatiny sa relatívne ľahko spracovávajú, ale sú vo všeobecnosti drahšie ako iné spojivá, čo obmedzuje ich použitie v priemysle.

Záver

Na záver, výber kovového spojiva v diamantových nástrojoch je rozhodujúci, pretože môže výrazne ovplyvniť výkon nástroja a životnosť. Spojivá na báze medi sú relatívne lacné, ale ich nízka teplota topenia obmedzuje ich použitie vo vysokoteplotných aplikáciách. Spojivá na báze kobaltu sú ideálne pre náročné rezanie a brúsenie, pretože majú odolnosť proti opotrebovaniu a pevnosť pri vysokých teplotách. Spojivá na báze železa sú vhodné pre aplikácie s nízkym nárazom, ako sú vŕtacie nástroje a pílové listy. Spojivá na báze volfrámu majú vynikajúcu pevnosť pri vysokých teplotách a odolnosť proti opotrebovaniu, ale môžu byť krehké pri vysokom rázovom zaťažení. Spojivá z karbidu kremíka majú vynikajúcu tepelnú vodivosť a chemickú stabilitu, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie pri vysokých teplotách. Spájkovacie zliatiny majú dobrú odolnosť proti opotrebeniu, pevnosť spoja a pevnosť pri vysokých teplotách, ale vo všeobecnosti sú drahšie. Preto je pri výbere kovového spojiva nevyhnutné zvážiť požadované výkonnostné kritériá diamantového nástroja.