Tillämpning av hårdlödningsteknik i diamantverktyg

Den höga hårdheten och utmärkta fysiska och mekaniska egenskaperna hos diamant gör diamantverktyg till ett oumbärligt och effektivt verktyg för bearbetning av olika hårda material. Vidhäftningen av matrismetallbasen till diamant (matrisens kapslingsförmåga) är en av de viktigaste faktorerna som påverkar livslängden och prestandan för diamantverktyg.

 

 

På grund av den höga gränssnittsenergin mellan diamant- och allmänna metaller och legeringar kan diamantpartiklar inte infiltreras av allmänna lågsmältande legeringar och har dålig vidhäftning. I traditionell tillverkningsteknik är diamantpartiklar endast inbäddade i matrismetallbasen av den mekaniska klämkraften som genereras av matriskrympningen, utan att bilda en stark kemisk bindning eller metallurgisk bindning, vilket resulterar i enkel separering av diamantpartiklar från matrismetallbasen under arbetet, vilket kraftigt minskar livslängden och prestandanivån. Användningshastigheten för diamant i de flesta impregnerade verktyg är låg, och en stor mängd dyra diamanter faller av och går förlorade i avfallschips under arbetet. Lin Zengdong och andra tog ledningen i att använda diamantytmetalliseringsteknologi för att ge diamantytor många nya egenskaper, såsom utmärkt värmeledningsförmåga och elektrisk konduktivitet, god termisk stabilitet, förbättra deras ursprungliga fysiska och kemiska egenskaper och förbättra deras vätbarhet till metall- eller legeringslösningar.

 

Diamond Surface Metallization har väckt stor uppmärksamhet från Diamond Tool Manufacturing Industry hemma och utomlands sedan 1970 -talet. Många människor är engagerade i forskning om att förverkliga diamantytmetallisering under sintringsprocessen, tillsätta starkt karbidmetallpulver till matrismaterialet eller förhandsbundna det på diamantytan (denna typ av diamant reagerar inte kemiskt med beläggningen före uppvärmning och kan bara vara en diamantbeläggning) i hopp om att de kan uppnå kemisk bindning till diamanten under beläggningen. Även om litteraturen har visat att vissa metaller såsom volfram (ooxiderad) kan bilda ett WC-skikt på diamantytan vid en relativt låg temperatur (cirka 800 grader), ur perspektivet på processen som används för att uppnå diamantytor föremetallisering, är det nödvändigt att värma vid mer än 600 grader under vakuumförhållanden under 1 timme för att erhålla den ideala bindningskraften. Enligt de sintringsförhållandena för de för närvarande vanligt använda impregnerade diamantskärningsverktygen är det osannolikt att generera ett metalliseringsskikt på diamantytan om det värms upp på högst 900 grader i cirka 5 minuter i ett icke-vacuum eller lågt vakuum. Eftersom de aktiva metallatomer (Ti, V, Cr, etc.) berikas på diamantytan eller gränssnittsreaktionen når den metallurgiska bindningen mellan bindemedlet och diamanten, är det en atomdiffusionsprocess. Enligt temperaturen som används för varmpressning och så kort tid är denna process inte tillräcklig. Under sintringsförhållandena med fast fas (ibland finns det en liten mängd låghållfast och lågsmältpunkt metall eller legeringsvätskefas) är den kemiska bindningen eller metallurgisk bindning av matrisen till diamanten mycket svag eller kommer inte att bildas alls.

 

Förmätning av diamantytan är inte syftet, utan bara ett av åtgärderna för att uppnå kemisk metallurgisk bindning med matrismetallen. Efter att den pläterade diamanten sintras in i såg (borr) tänder, har diamanten exponerad på sin sprickyta tappat beläggningen, och ytan på den återstående gropen där diamanten har fallit av är mycket slät. Detta fenomen verkar indikera att diamanten och matrisen ännu inte har nått nivån på kemisk kapsling. Därför, även om ytförmetalliseringen av diamanten uppnås, kan den traditionella metoden för sintringsmetod för fast faspulver inte uppnå en stark bindning mellan diamanten och matrismaterialet.

 

I slutet av 1980 -talet började människor utforska hårdlödningstekniken för diamantverktygstillverkning. Diamantytan är belagd med vissa övergångselement (såsom Ti, Cr, W, etc.) och reagerar kemiskt med dem för att bilda karbider på ytan. Genom verkan av detta skikt av karbid kan diamanten, bindemedlet och matrisen uppnå en stark kemisk metallurgisk bindning genom hårdlödning och därmed uppnå verklig diamantytmetallisering. Detta är principen om diamantlödning. Det kan ses från de publicerade patenten och artiklarna att denna teknik kan göra det maximala diamantkantvärdet att nå 2/3 av partikelstorleken, och verktygslivet ökas med mer än tre gånger, medan under normala omständigheter är detta värde mindre än 1/3, och det tillåtna kantvärdet kan erhållas när kanten skärpning når ett stabilt kantvärde. Därför förväntas användningen av hårdlödningsteknologi uppnå en stark bindning mellan matrismetallen (Brazine) och modersmaterial-diamant och stålmatris.