Titik Pengetahuan Peralatan Berlian (Bahagian 2)

Kata kunci: Diamond, Alat Diamond, Bahan Brazing, Teknologi Brazing, Aplikasi Teknologi Brazing dalam Alat Berlian

 

Dalam artikel sebelumnya, kami meneroka penerapan teknologi Brazing dalam Alat Diamond. Mari kita teruskan dengan artikel seterusnya.

Artikel sebelumnya merangkumi:

1. Alat berlian dan klasifikasi mereka

2. Bentuk sambungan berlian

3. Aplikasi Teknologi Brazing dalam Alat Berlian

4. Penyebaran Rebus semasa Sintering Matrix Diamond

5. Brazing alat berlian tunggal lapisan

 

Artikel ini merangkumi:

6. Brazing Segmen Berlian ke Matriks

7. Brazing of Diamond Composites

8. Peralatan dan proses pemotongan alat berlian

9. Trend Pembangunan dalam Perebutan Alat Berlian

10. Kesimpulan

 

 

Alat Diamond sering dihasilkan oleh tip berlian yang memasak dan substrat mereka. Brazing adalah kaedah utama yang digunakan dalam alat gergaji, pemotongan, pengisaran, dan penggerudian setiap hari. Walaupun alat -alat ini datang dalam pelbagai bentuk, kesamaannya terletak pada pemotongan komposit kompleks yang diperbuat daripada metalurgi serbuk kepada keluli aloi.

 

Alat berlian beroperasi dalam keadaan yang teruk, sering beroperasi pada kelajuan tinggi, di bawah getaran, dan pada suhu tinggi. Oleh itu, petua alat berlian yang mencabar adalah mencabar. Untuk meningkatkan kecekapan alat berlian, keperluan untuk pemotongan kelajuan dan kadar suapan sentiasa meningkat, yang seterusnya memerlukan alat berlian untuk memiliki kekuatan sendi braze yang lebih tinggi. Dalam pendekatan teknikal untuk meningkatkan kekuatan sendi braze, bahan patung dan proses pemotongan melengkapi dan menguatkan satu sama lain; Dalam pendekatan teknikal untuk meningkatkan kecekapan brazing, proses brazing dan sokongan peralatan pateri dan menguatkan satu sama lain.

 

Suhu lebur logam pengisi brazing berkait rapat dengan sintering hujung alat dan harus dipilih berdasarkan suhu sintering. Kekuatan logam pengisi yang dipamerkan juga harus dipertimbangkan berdasarkan keadaan operasi alat. Apabila tips alat berlian yang berlian untuk substrat alat, bahan patah harus memenuhi keperluan berikut: Suhu lebur bahan Brazing harus di bawah 850 darjah, sebaiknya serendah mungkin; Bahan Brazing harus mempunyai kebolehbankan yang baik dan sifat aliran sederhana untuk kedua -dua matriks alat berlian dan substrat alat; Bahan Brazing juga harus mempamerkan rintangan dan kestabilan keletihan yang baik, mampu menahan suhu tinggi sementara 300-400 darjah; Dan proses yang dipamerkan harus mudah untuk beroperasi, menggunakan sama ada pemotongan induksi konvensional atau api api.

 

Proses brazing terutamanya mempengaruhi sifat-sifat mekanikal alat berlian yang dilancarkan sendi, termasuk ketebalan lembaran, rawatan pra-kimpalan, masa pemanasan, kadar pemanasan, masa pemegangan, dan rawatan pasca kimpalan. Faktor-faktor ini menentukan kebolehbankan, keliangan, kadar inklusi, ketebalan jahitan braze, dan tekanan sisa dalam zon yang terjejas haba (HAZ).

 

Ketebalan lembaran yang dipengaruhi mempengaruhi ketebalan jahitan braze, yang seterusnya mempengaruhi kekuatan ricih dan kekuatan keletihan sendi yang dilancarkan. Penyelidikan eksperimen telah menunjukkan bahawa apabila alat berlian yang digunakan menggunakan komposisi logam pengisi yang sama dan proses pemotongan, prestasi keseluruhan sendi braze adalah yang terbaik apabila ketebalan logam pengisi antara 0.20 dan 0.28 mm (ketebalan logam pengisi dapat dikurangkan kepada 0.15 mm semasa kimpalan semula). Ketebalan logam pengisi yang lebih kecil mengakibatkan pembasahan antara muka yang tidak mencukupi di antara hujung alat dan asas alat, mengakibatkan kecekapan brazing yang lemah dan kekuatan sendi yang lebih rendah. Selain itu, semasa proses brazing, unsur -unsur seperti timah, plumbum, aluminium, besi, tungsten, dan titanium di hujung alat meresap dan larut ke dalam kimpalan, pelengkap struktur bersama, dan mengurangkan kekuatan bersama. Ketebalan logam pengisi yang berlebihan dengan mudah boleh membawa kepada liang -liang di sendi, mengurangkan kawasan pateri yang berkesan dan menurunkan kekuatan ricih.

 

Pembentukan sendi logam pengisi berkait rapat dengan keseluruhan proses pemanasan. Faktor -faktor seperti kadar pemanasan, suhu brazing, masa pemegangan, dan kadar penyejukan boleh menjejaskan kebolehkerjaan dan keliangan sendi yang dilancarkan, dengan itu mengubah sifat mekanik sendi. Semasa pengeluaran, kadar pemanasan yang lebih tinggi sering digunakan untuk meningkatkan kecekapan. Walau bagaimanapun, kadar pemanasan yang terlalu tinggi boleh mengakibatkan tekanan sisa yang lebih besar dalam sendi, yang mempengaruhi sifat mekanik kimpalan. Oleh kerana perbezaan yang signifikan dalam pekali pengembangan linear dari pelbagai komponen dalam petua alat berlian-contohnya, tungsten karbida, tungsten, dan kromium mempunyai pekali pengembangan linear yang rendah, sementara zink, timah, mangan, dan kobalt mempunyai pekenan yang berlainan. Walau bagaimanapun, kadar pemanasan yang terlalu perlahan bukan sahaja mengurangkan kecekapan pengeluaran tetapi juga memburukkan pengoksidaan logam yang dilancarkan, memberi kesan negatif kepada alat berlian. Proses pemanasan dua peringkat boleh digunakan untuk menangani cabaran kadar pemanasan ini: pemanasan pertama bahan kerja hingga 400-500 darjah, memegang suhu untuk tempoh tertentu, dan kemudian terus memanaskan proses pemotongan. Suhu Brazing mempunyai kesan yang signifikan terhadap sifat -sifat mekanikal sendi. Suhu Brazing yang terlalu tinggi menyebabkan zink dalam logam pengisi brazing untuk menguap, mengakibatkan liang -liang. Tambahan pula, logam pengisi mudah terdedah kepada pengoksidaan, menghasilkan kemasukan sanga dan melemahkan kekuatan bersama. Suhu Brazing yang sangat rendah mengurangkan ketidakstabilan logam pengisi, menjadikan kemasukan slag lebih cenderung, yang membawa kepada kimpalan palsu dan melemahkan kekuatan bersama.

 

Menggunakan getaran frekuensi tinggi semasa merakam dapat meningkatkan kecekapan brazing dan mengurangkan tekanan haba sisa. Teknologi kawalan aliran magnetik dapat meningkatkan kecekapan tenaga, mengurangkan penggunaan tenaga, dan meningkatkan kecekapan kerja.

 

Rawatan pra-dan pasca pemanasan memberi kesan kualiti pemanasan yang signifikan. Sebelum kimpalan, permukaan patah mesti menjadi tanah untuk mengeluarkan lapisan oksida. Jurang antara hujung alat dan asas mesti seragam selepas pengisaran. Kaedah umum untuk mengeluarkan lapisan oksida permukaan termasuk pengisaran dengan penggiling, pemfailan, dan sandblasting. Selepas kimpalan, alat berlian harus disejukkan perlahan atau terisolasi untuk meminimumkan kadar penyejukan, yang membantu mengurangkan tekanan haba pasca kimpalan. Dalam pengeluaran, kaedah yang lebih ekonomik adalah menggunakan asbestos untuk penebat. Selepas kimpalan, permukaan bahan kerja sering mengekalkan sejumlah besar slag oksida dan fluks yang memasak. Ini harus dibersihkan menggunakan sandblasting atau kaedah lain untuk mencegah kakisan. Selepas pembersihan, jahitan Brazing perlu diperiksa untuk kualiti. Jahitan yang baik mempamerkan permukaan yang licin, cerah, melengkung tanpa liang atau retak yang ketara.

 

 

 

Polycrystalline Diamond Compact (PDC) adalah kristal komposit yang dibentuk oleh serbuk berlian sintering dan pengikat dengan karbida simen di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi. PDC mempunyai kelebihan seperti rintangan haus yang tinggi, modulus elastik yang tinggi, kekerasan tinggi, isotropi, dan kekonduksian terma yang agak tinggi. Alat PDC telah menjadi bahan pilihan untuk alat-alat mewah seperti alat penggerudian minyak, bit gerudi perlombongan arang batu, dan alat pemotongan ketepatan tinggi. Brazing adalah proses utama dalam pembuatan alat PDC, dan penggunaan PDC yang meluas telah meletakkan keperluan teknikal yang lebih tinggi pada teknologi brazing.

 

Alat PDC Brazing pada dasarnya melibatkan pemusnahan karbida ke badan keluli alat. Kerana kedua -dua karbida dan keluli alat mempunyai sifat -sifat yang sangat baik, alat PDC menawarkan pelbagai logam pengisi dan proses pemotongan. Logam pengisi berasaskan perak atau tembaga boleh digunakan, dan pemanasan induksi dan kaedah pemanasan api boleh digunakan. Perlindungan induksi frekuensi tinggi, dengan pencemaran alam sekitar yang rendah dan kecekapan pengeluaran yang tinggi, telah menjadi kaedah pemotongan utama untuk alat PDC di seluruh dunia. Oleh kerana ketepatan yang tinggi dan kekuatan tinggi alat PDC, ketepatan Brazing, kekuatan jahitan Braze, dan kualiti jahitan Braze adalah isu teknikal kritikal. Alat PDC boleh gagal dalam tiga cara utama: detasmen lembaran PDC dari pangkalan alat; fraktur lembaran; dan kerosakan pada asas alat. Untuk menangani ketiga -tiga mod kegagalan ini, kualiti alat PDC dipastikan melalui bahan -bahan yang dioptimumkan dan proses pemotongan yang sesuai.

 

Pada masa ini, logam pengisi yang khusus PDC yang tersedia secara komersil mempunyai kandungan perak yang tinggi, bersama-sama dengan unsur-unsur seperti nikel, mangan, dan kobalt. Pengisi ini mempamerkan kebolehbankan yang sangat baik untuk karbida simen, kekuatan brazing yang tinggi, dan perbezaan suhu fasa pepejal yang umumnya dikawal antara 50 darjah dan 80 darjah.

 

Untuk menangani isu detasmen lembaran, jurutera komited untuk meningkatkan prestasi bahan yang ditanam, seperti menggantikan logam pengisi kekuatan yang lebih tinggi seperti BAG40CUZNNI, BAG45CUZN, dan BAG50CUZN. Walau bagaimanapun, proses brazing telah diabaikan. Oleh kerana sifat rapuh lembaran komposit PDC, penggunaan bahan -bahan dan proses yang ditanam dengan suhu lebur yang terlalu tinggi boleh menyebabkan retak, kerepek, perpecahan, dan kerongkongan dalam lembaran komposit. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa suhu brazing yang dibenarkan untuk lembaran PDC berkualiti tinggi tidak boleh melebihi 780-800 darjah, sementara itu untuk lembaran PDC berkualiti umum tidak boleh melebihi 750 darjah.

 

 

 

Oleh kerana pelbagai dan pelbagai alat berlian, proses dan peralatan yang dihasilkan banyak. Brazing api, memasak mandi garam, merapikan induksi, merebak, merenung relau, memasak vakum, dan laser yang bersaing dengan satu sama lain. Pada masa ini, pemotongan induksi dan pemotongan vakum adalah proses yang dominan.

 

Brazing Flame adalah kaedah yang dibangunkan awal. Peralatan yang diperlukan adalah mudah dan ringan, sumber gas tersedia secara meluas, dan kos prosesnya rendah. Walau bagaimanapun, suhu pemanasannya sukar dikawal dan secara beransur -ansur telah dihapuskan dari pasaran arus perdana.

 

Pemandangan mandi garam menawarkan pemanasan cepat dan seragam, kecekapan brazing yang tinggi, dan kurang ubah bentuk logam asas semasa brazing, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran besar -besaran. Walau bagaimanapun, pemotongan mandi garam meninggalkan sejumlah besar fluks pada bahan kerja selepas kimpalan, mengakibatkan sejumlah besar air kumbahan dan pencemaran alam sekitar dari pembersihan pasca kimpalan. Tambahan pula, peralatan pemotongan garam adalah mahal, prosesnya kompleks, dan kitaran pengeluaran panjang. Lebih penting lagi, trend pembuatan hijau memusnahkan pemotongan untuk alat berlian.

 

Pemantauan induksi frekuensi tinggi menawarkan pemanasan cepat dan kecekapan brazing yang tinggi; Ia mudah untuk beroperasi dan intensif buruh; Dan ia boleh membakar pelbagai bentuk kompleks dan kerja-kerja pelbagai gigi. Apabila menggunakan pemakanan automatik, perlindungan atmosfera, atau pemotongan induksi vakum, sendi mempamerkan penampilan yang sangat baik dan kualiti yang braz. Kaedah ini bukan sahaja menawarkan kos pengeluaran yang rendah untuk satu kimpalan, tetapi juga membolehkan substrat dikimpal semula dan digunakan semula. Dengan peningkatan kos buruh dalam pembuatan alat berlian dan peningkatan permintaan untuk kualiti yang konsisten, pemotongan induksi automatik telah menjadi kaedah utama untuk memasak alat pengangkut berlian. Pemotongan induksi automatik alat berlian membolehkan pemisahan gigi automatik, pengenalan automatik dan pengambilan bilah, dan pemakanan automatik pad brazing. Ia menawarkan kelebihan seperti ketepatan kimpalan yang tinggi, sendi brazed yang kuat, dan hayat perkhidmatan yang panjang. Satu orang boleh mengendalikan pelbagai mesin, mengurangkan kos buruh dengan ketara.

 

Rintangan rintangan biasanya digunakan untuk memasak rod, dan ia menghasilkan kualiti kimpalan yang sangat baik. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh suhu keseluruhan bilah yang tinggi, ini memberi kesan kepada kehidupan berlian. Pada masa ini, hanya beberapa syarikat yang menggunakan proses ini.

 

Brazing relau (atmosfera yang berterusan) digunakan terutamanya dalam pengeluaran bilah saw kecil dan alat berlian berbentuk khas. Ia secara amnya menggunakan hidrogen dan nitrogen, yang dihasilkan oleh penguraian ammonia, sebagai mengurangkan gas. Pemanasan adalah perlahan dan seragam, mengakibatkan sendi -sendi yang estetika yang menyenangkan, kualiti yang boleh dipercayai, dan permukaan bahan kerja yang cerah. Ia juga mempunyai kecekapan pengeluaran yang tinggi dan kos kimpalan yang rendah, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran besar -besaran.

 

Brazing vakum, yang umumnya menggunakan pemanasan radiasi dari relau rintangan, menawarkan kecekapan pengeluaran yang tinggi dan pemanasan seragam, menjadikannya sesuai untuk alat berlian kompleks dan besar. Pada masa ini, pemantauan vakum alat berlian tunggal lapisan digunakan secara meluas dalam pembuatan alat pemulihan, roda pengisaran, alat batu, dan alat kaca. Vakum pemotongan alat berlian pelbagai lapisan juga memegang prospek aplikasi perindustrian yang menjanjikan.

 

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, Laser Brazing secara beransur-ansur mendapat aplikasi dalam pengeluaran alat berlian tunggal lapisan. Brazing laser memanaskan bahan kerja dengan cepat, meminimumkan masa berlian kekal pada suhu tinggi semasa proses kimpalan, dengan berkesan menghalang grafit. Selain itu, proses pemanasan laser mencapai susunan zarah berlian yang teratur, mengakibatkan kecekapan pemanasan yang tinggi dan kawalan suhu yang tepat. Ia mampu memesona permukaan melengkung kompleks, menawarkan tahap automasi yang tinggi, dan menawarkan persekitaran kerja yang baik. Pemandangan laser boleh digunakan untuk mengimpal bahan kerja yang besar, kompleks, dan tidak teratur sambil mengelakkan kesan jarak dan kulit yang berkaitan dengan pemotongan induksi frekuensi tinggi.

 

 

 

Perebutan alat berlian telah menjadi pekerjaan khusus, memakan hampir 1,000 tan bahan -bahan yang dipamerkan setiap tahun dan menggunakan puluhan ribu orang di dalam negeri. Industri ini berkembang, dan terdapat lima trend konsensus: automasi, pembuatan hijau, proses bersepadu, pembuatan berkualiti tinggi, dan pembuatan kos efektif.

 

Automasi dan pembuatan hijau adalah konsep asas dan projek utama yang dibuat di China 2025. Kos buruh dalam industri alat berlian semakin meningkat, malah mengancam pembangunan industri. Brazing automatik adalah keperluan industri yang biasa. Semua produk dengan jumlah pengeluaran yang besar bergerak ke arah pemotongan automatik. Pada masa ini, pemotongan bilah SAW menjadi semakin matang, dan peralatan pemotongan automatik untuk produk lain akan berlaku.

 

Pembuatan hijau merangkumi mengurangkan pelepasan, memelihara bahan, meningkatkan kecekapan tenaga, dan menurunkan penggunaan tenaga. Perebutan alat berlian telah membuat kemajuan pesat dalam mengurangkan penggunaan bahan dan pemuliharaan tenaga, tetapi kemajuan telah lebih perlahan dalam mengadopsi logam pengisi yang bebas dari kadmium dan fluks dan mengurangkan penggunaan fluks. Alat berlian (seperti bit gerudi, picks, saw bilah, dan alat pemotong) adalah produk dissipative. Logam pengisi brazing di dalamnya berkurangan semasa operasi biasa. Unsur -unsur seperti plumbum dan kadmium dalam logam pengisi boleh dibebaskan ke udara, tanah, dan air, mencemarkan alam sekitar. Sesetengah elemen boleh ditelan oleh manusia, yang berpotensi merosakkan kesihatan manusia.

 

Proses gabungan gabungan, termasuk induksi api, induksi-furnace, dan persiaran-induksi-flame-flame yang memancarkan, membolehkan pemotongan alat-alat yang kompleks dan berskala besar. Ini memendekkan masa merenung, meningkatkan ketahanan dan kebolehpercayaan alat, dan memanjangkan hayat alat.

 

Penambahbaikan kualiti menuntut kehidupan keletihan yang lebih lama untuk sendi yang ditanam, dan kecacatan dalam jahitan braze adalah faktor utama yang mempengaruhi kehidupan keletihan. Oleh itu, apabila kehidupan alat -alat superhard meningkat, terdapat permintaan yang semakin meningkat untuk terus mengurangkan kecacatan pada jahitan Braze dan meningkatkan kualiti sendi brazed. Apabila bahan dan proses yang sesuai, kebersihan logam pengisi adalah faktor utama yang mempengaruhi pembentukan kecacatan.

 

Ekonomi adalah permintaan kekal industri pembuatan. Solder Silver Rendah, Solder berasaskan Tembaga, Brazing Komposit dan Solder Prefabricated adalah arahan utama untuk menjimatkan kos solder; Proses patah yang cekap dan teknologi pematuhan kebolehpercayaan yang tinggi adalah satu lagi cara untuk mengurangkan kos pandai.

 

 

(1) Alat berlian adalah pelbagai jenis, dan teknologi Brazing adalah teknologi utama dalam pembuatan pelbagai alat.

(2) Teknologi Brazing mempunyai empat aplikasi utama dalam pembuatan alat berlian: merebak di sintering kepala pemotong, pemotongan kepala pemotong, alat berlian tunggal lapisan, dan alat pdc brazing.

(3) Serbuk pra-aloi adalah cara yang berkesan untuk meningkatkan prestasi komprehensif kepala pemotong berlian. Serbuk pra-aloi aktif boleh secara sinergistik meningkatkan ketajaman dan hayat perkhidmatan alat berlian.

(4) Teknologi utama untuk memasak kepala pemotong berlian adalah logam pengisi yang diperibadikan dan proses pemotongan yang cekap. Teknologi utama untuk memasak alat PDC adalah logam pengisi yang berkualiti tinggi. Teknologi utama untuk memamerkan alat berlian tunggal lapisan adalah peralatan dan logam pengisi brazing.

(5) Perebutan alat berlian sedang berkembang ke arah automasi, penghijauan, integrasi proses, peningkatan kualiti, dan ekonomi.