Förstå lödda diamantverktyg

Diamant har utmärkta egenskaper som extremt hög hårdhet, stark slitstyrka, hög värmeledningsförmåga och en låg värmeutvidgningskoefficient, vilket gör det till det bästa materialet för tillverkning av skärande och slipverktyg. Diamantverktyg är de mest använda verktygen för att bearbeta hårda och spröda material genom skärning, slipning och andra metoder. Baserat på bearbetningsmetoden kan de klassificeras i typer som borrverktyg, sågverktyg och slipverktyg.

 

 

Hårdlödning och galvanisering är två ofta använda tillverkningsprocesser för diamantverktyg.

 

I elektropläterade diamantverktyg bildar diamantpartiklarna på ytan inte en kemisk metallurgisk bindning med fyllnadsmaterialet. Spånutrymmet är litet och de nötande partiklarna är benägna att lossna efter att ha utsatts för kraft, vilket resulterar i dåliga självslipande egenskaper.

 

Lödda diamantverktyg är en ersättning för traditionella-enkellagers elektropläterade diamantverktyg. De tillverkas genom uppvärmning vid höga temperaturer för att smälta hårdlödningsmaterialet, med användning av den smälta flytande legeringen för att bilda en kemisk metallurgisk bindning mellan diamanten och substratet. Detta uppnår en hög-hållfast anslutning mellan diamant, legeringslödmaterial och basmetall, vilket ger fördelar som ett tunt bindningsskikt, högt utskjutande nötande partiklar, stort spånutrymme och motstånd mot lösgöring av nötande partiklar. Detta gör att de kan uppfylla kraven för effektiv bearbetning av svår-att-bearbetningsmaterial som sten, keramik och hårdmetall.

 

 

På grund av svårigheten att väta diamantytan med vanligt använda metalllödningslegeringar är diamantens hårdlödbarhet extremt dålig. För närvarande används aktiv metalllödning eller diamantytmetalliseringsmetoder huvudsakligen för att förbättra hårdlödbarheten mellan diamant och metall.

 

Aktiv metalllödning:

För diamantbindning avser aktiv metalllödning tillsättning av aktiva element (vanligtvis starka karbidbildande element) som Ti, Zr, Cr, V, etc., till hårdlödningslegeringen. Genom kemiska reaktioner bildas karbider, vilket uppnår en metallurgisk koppling mellan diamanten och hårdlödningslegeringen, och sedan ansluter diamanten till metallsubstratet genom metalllödningslegeringen. Det lödda diamantfoggränssnittet visas i figur 1.

 

Figur 1 Gränssnitt för lödda diamantfog

 

Diamantytmetalliseringsbehandling
Diamantytan utsätts för metallaktiveringsbehandling för att ge ytan metallliknande-egenskaper, vilket är mer gynnsamt för bindningen mellan diamanten och metalllödningslegeringen. Ytmetallisering innefattar huvudsakligen strömlös plätering följt av elektroplätering, vakuumförångning, plasmaförstoftning, magnetronförstoftning, kemisk ångavsättning, fysisk ångavsättning och mekanisk beläggning. Elektrofri plätering följt av elektroplätering och vakuumavdunstning är vanligare. Högreaktiva metaller som Ti, Cr, W och Mo väljs vanligtvis ut för metallisering. Metallbeläggningen underlättar den metallurgiska bindningen mellan diamanten och substratet och kan förbättra hållkraften hos diamantverktygssubstratet på diamantpartiklarna.

 

(1) Olika legeringar och olika metallpartiklar kan tillsättas under lödningsprocessen för att uppnå optimala resultat för den lödda fogen;
(2) Diamantens styrka under olika hårdlödningslegeringar kan justeras genom att kontrollera temperaturen. Olika hårdlödningstemperaturer påverkar reaktionsskiktet mellan hårdlödningslegeringen och basmaterialet. Ju tjockare reaktionsskiktet är, desto mindre är den termiska spänningsgradienten och desto högre foghållfasthet; å andra sidan, ju tjockare reaktionsskiktet är, desto större är den termiska expansionsfelanpassningsspänningen och desto mer benägen att spricka.

 

 

(1) Den hårdlödda tillsatsmetallen måste ha god vätbarhet och bindningsstyrka med både diamanten och matrismaterialet;
(2) Valet av hårdlödningsmaterial och hårdlödningsprocessen måste säkerställa diamantens stabilitet för att minska eller undvika erosion av diamanten av hårdlödningsfyllnadsmetallen;
(3) Ett metallmaterial (legering) med en låg smältpunkt och en värmeutvidgningskoefficient nära diamant bör väljas som tillsats för hårdlödning. Man bör också överväga att lägga till vissa aktiva element för att förbättra vätbarheten och affiniteten med diamanten, vilket således uppnår både effektiv bindning av diamanten och uppfyller de mekaniska prestandakraven för matrismaterialet.

 

 

 

För att jämföra bearbetningsprestandan förbereddes tre uppsättningar av elektropläterade sliphuvuden och lödda sliphuvuden med samma typ och storlek av hårdlödningsfyllmedel och slipmedel. Dessa användes sedan för att bearbeta aluminiumoxidkeramiska plattor och deras livslängd jämfördes. Det observerades att livslängden för de lödda diamantsliphuvudena var mer än tre gånger den för de elektropläterade sliphuvudena. Vidare uppvisade de lödda sliphuvudena mindre nötande partikelbrott och fällning, och ingen skalning av lödskiktet inträffade, vilket visar den överlägsna bearbetningsprestandan hos lödda diamantverktyg.

 

 

 

Detta är vår noggrant utvalda kunskap om lödning av diamantverktyg, och det är en av de mycket professionella kunskapsförklaringarna i vår föreläsningssal för diamantverktyg. Om du behöver anpassad lödd diamant, vänligen lämna din kontaktinformation för produktion

Kontakta nu