Wissenspunkte von Diamond -Werkzeugen (Teil 1)

 

Schlüsselwörter: Diamond, Diamond -Werkzeuge, Lötmaterialien, Löttechnologie, Anwendung der Löttechnologie in Diamond -Tools

 

 

 

Diamond ist ein funktionelles Material, das viele hervorragende Eigenschaften kombiniert. Es ist das bisher schwerste natürliche Material, und seine einzigartigen optischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften verbessern seinen Status als Funktionsmaterial weiter. Diamond ist in zwei Hauptkategorien unterteilt: natürlicher Diamant und synthetischer Diamant. Der synthetische Diamant wird weiter in einkristall- und polykristalline Diamant unterteilt. Alle drei Arten von Diamanten können zur Herstellung von Diamantwerkzeugen verwendet werden.

 

In den letzten Jahren hat die globale synthetische Diamantenproduktion 15 Milliarden Karat erreicht, wobei China durchweg in der synthetischen Diamantproduktion zuerst eingestuft wurde. China, ein Nachzügler auf dem Markt, hat in den letzten zwei Jahrzehnten eine rasante Entwicklung in der Diamond Tool -Branche erlebt und nicht nur die weltweit höchste Produktion erreicht, sondern auch eine umfassende Palette neuer Tools entwickelt.

Diamond -Werkzeuge haben eine breite Palette von Anwendungen, die hauptsächlich in Steinverarbeitung, Keramikmodifikation, geologischem Bohrungen, Ölbohrungen und Bergbau in Steinböpfen sind. Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei den Baustoffen, Baumaterialien, Bearbeitung, optischen Glas- und Schmuckverarbeitung sowie Elektronik- und Elektroindustrie. Die moderne Fertigung wird zunehmend Diamond-Werkzeuge anwesend, und die Herstellung von High-End-Geräten hängt zunehmend von der Entwicklung von Diamant-Schneidwerkzeugen ab. Hochgeschwindigkeits-, ultrahohe Geschwindigkeits-, Hochgeschwindigkeits- und Ultra-Präzisions-Schneiden und -abschlüsse, insbesondere für die Verarbeitung von harten, spröden und extrem harten Materialien, sind jetzt untrennbar mit Diamond-Werkzeugen verbunden. Diamond -Tools können nach Anwendung kategorisiert werden, einschließlich Sägenwerkzeugen, Schleif- und Polierwerkzeugen, Schneidwerkzeugen, Bohrwerkzeugen und Drahtziehungen.

 

 

Diamantsägenwerkzeuge werden nach Form kategorisiert, einschließlich Diamantkreissägen, Diamant -Gang -Sägen, Diamantdrahtsägen, Diamantdrahtsägen und Diamantlochsägen. Die Diamond Circular Saw Saw Blades sind derzeit das häufigste Sägenwerkzeug in der Stein- und Bauindustrie, die häufig zum Schneiden von Produkten wie Granit, Marmor, Keramik und Beton verwendet werden. Im Zusammenhang mit der grünen Herstellung entwickeln sich Diamond Circular Saw Saw Blades zu Multi-Blatt-Kombinationssägen, wobei Kombinationssägen und Bandensägen typische Beispiele sind. Bandensägen verfügen über Dutzende von Diamantsägen, die auf einem Sägerahmen nebeneinander montieren und mehrmals höhere Schnitteffizienz erreichen als herkömmliche Schleifsägen. Die daraus resultierenden Schnitte erzeugen glatte, sogar Querschnitte, wodurch das Schleifen und die Polierlast erheblich reduziert wird. Diamantdrahtsägen werden im Allgemeinen zum Steinbruch von Granit und Marmor, zum Schneiden von Stahlbeton oder zum Schneiden von Metallstrukturen verwendet und werden allmählich in die Verarbeitung von speziellen Stein- und Platten übertragen. Diamantdrahtsägen sind in der Lage, harte und spröde Materialien mit schmalem Keen zu schneiden und sie in Halbleiter und Photovoltaikzellschneide häufig eingesetzt zu werden. Sie zeigen auch einzigartige Vorteile bei der Verarbeitung von Keramik, Quarz, Holz und anderen Materialien.

 

Diamond -Schleif- und Polierwerkzeuge sind ein allgemeiner Begriff für geometrisch geformte Schleifmittel, die mit Diamanten mit einem Bindemittel verbunden sind. Diamond -Schleifmittel bieten ein hohes Schleifen, hohe Effizienz, niedrige Verarbeitungskosten und eine lange Produktlebensdauer. Zu den üblichen Diamantschleifenwerkzeugen gehören Schleifscheiben, Schleifblöcke, Schleifköpfe, Schleifbecher, Trommeln, Rollen, Quadraträder, Frästeräder, Tangentialräder, Honenräder, Honenstöcke und Honenblöcke.

 

Diamantwerkzeuge sind durch extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit, einen hohen elastischen Modul, einen geringen Reibungskoeffizienten, einen niedrigen thermischen Expansionskoeffizienten, eine ausgezeichnete Wärmeübertragung und eine geringe Haftung an Nichteisenmetalle gekennzeichnet. Diamantenwerkzeuge können zur Bearbeitung von harten und spröden nicht-metallischen Materialien (wie Keramik, Graphit und Verbundwerkstoffen) sowie zur Präzisionsbearbeitung von harten Nichteisenmaterialien (wie Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen) verwendet werden. Diamond -Tools sind in einer Vielzahl von Typen mit jeweils erheblich unterschiedlichen Leistung, Struktur, Vorbereitungsmethoden und Anwendungsbereichen erhältlich. Zu den üblichen Diamantwerkzeugen gehören Diamant -Drehwerkzeuge, Diamantfräsen, Diamantbohrwerkzeuge, Diamantbroaches, Diamantbohrer und Diamantformwerkzeuge.

 

Diamond -Bohrer sind fortschrittliche Bohrwerkzeuge, die eine hohe Bohreffizienz, hohe Lochqualität, minimale Arbeitsintensität und niedrige Bohrkosten bieten. Diamond-Bohrer-Bits werden hauptsächlich durch Anwendung kategorisiert, einschließlich Ölbohrer, Kohlebohrer, geologische Explorationsbohrer, Ingenieur-Explorationsbohrer, Dünnwand-Engineering-Bohrer, Glasbohrbits und Verbundmaterial-Bohrer.

 

 

 

Aufgrund der Einschränkungen der Diamantherstellungstechnologie werden einzelne Diamantpartikel relativ klein und häufig als feine Partikel oder sogar als Pulver geliefert. Dies stellt Herausforderungen in der Diamantanwendung dar. Da Diamond seine hervorragenden Eigenschaften nur vollständig erkennen kann, wenn es an einem Matrixmaterial angeschlossen ist, ist die Bindung mit der Matrix für seine Anwendung von entscheidender Bedeutung.

 

Diamond ist mit den meisten Metallen von Natur aus nicht kompatibel. Physikalisch sind Diamanteigenschaften nicht mit anderen Materialien kompatibel und chemisch metallurgisch sind sie inkompatibel und begrenzt die Diamantbindung.

 

In den frühen Tagen der industriellen Anwendung von Diamond war die mechanische Einstellung die Hauptmethode, wie in Werkzeugen wie Diamantstiften und Glasschneidern zu sehen. Diese Werkzeuge erfordern große Diamantpartikel.

 

Bei kleineren Diamantpartikeln ist die mechanische Einstellung nahezu unmöglich, was zur Entwicklung elektroplatter fester Einstellungsverfahren führt. Der allgemeine Verfahren zur elektroplierenden Diamantwerkzeuge lautet wie folgt: Werkzeugkörperbearbeitung, dimensionale Inspektion, mechanische Behandlung, Entfettung, Pickling, Isolationsbehandlung, Rostentfernung, Wäschelwäsche mit heißem und kaltem Wasser, anodische Ätzung, heißes und kaltes Wasserwaschen, Elektroplatten, Diamantanwendung, Verdickung der Plattierungsschicht, Tankreinigung, Entfernung des Wasserstoffs, Inspektion und Ferses.

 

Elektroplierte Diamanten haben eine geringe Haltefestigkeit und eine geringe Diamantenexposition, die die Schnittkraft und Schärfe beeinflussen. Bremsige Diamond -Tools befassen sich mit diesen Mängel. Brettende Diamantenwerkzeuge werden als oberflächensetzt eingestuft und imprägniert. Oberflächenset-Werkzeuge beinhalten das Löschen von Diamanten direkt auf die Substratoberfläche, während imprägnierte Werkzeuge mit anderen Materialien ein Sintern mit anderen Materialien zum Sintern einfließen lassen. Der Sinterprozess des Diamantverbundstoffs ist im Wesentlichen ein Diffusions -Lötprozess zwischen dem Diamanten und dem Substrat. Durch heißes Drücken des Diamanten und des Carbids in einen Kompakt (PDC) wird die Diamantbindung in eine Carbid -Bindung umgewandelt.

 

 

Der Sinterprozess der Diamantmatrix (allgemein als Klinge bekannt) ist ebenfalls ein Diffusions -Lötprozess. Das Löschen von Diamanten-Tool kann in drei Haupttypen eingeteilt werden: einschichtiges Diamant-Tool-Löschen, Diamond-Klingen-Löschen und PDC-Verbundblatt-Löschen.

 

Das heiße oder kalte drückende Sintern von Diamantblättern ist ein typischer Diffusions -Lötprozess. In den frühen Tagen der Diamantblattherstellung wurde niedrigemperaturpulver metallpulver typischerweise mit Hochtemperatur-Metallpulver geschmolzen, um den Diamanten weiter zu sichern. Mit technologischen Fortschritten haben sich aktive vorlegierte Pulver, die carbidbildende Elemente (wie Chrom, Titan, Vanadium und Molybdän) enthalten, entstanden. Diffusions-Löschen oder -löschen wird erreicht, indem das aktive voralloyierte Pulver mit Diamant auf Carbide reagiert wird. Die Carbidbildung ist langsam und resultiert aus der gegenseitigen Diffusion und Migration der aktiven Elemente im voralloyierten Pulver und des Kohlenstoffs im Diamanten. Dieser Prozess erfordert einen langen Zeitraum bei einer bestimmten Temperatur, um die Atomdiffusion und die Reaktion aufzutreten, wodurch das heiße Presssengen leichter diesen Diffusionsprozess erreicht wird.

 

Das Löschen von Einzelschicht-Diamant-Tools verwendet typischerweise ein aktives oder nickelbasiertes Löschelfüllermetall. Dieses Verfahren schafft durch das Vorhandensein starker, karbidbildender Elemente oder Legierungen eine chemische metallurgische Bindung zwischen dem Matrixmaterial und dem Diamanten, wodurch der Griff der Löschelschicht auf dem Diamanten verbessert wird. Einschalen-geförderte Werkzeuge verfügen über einen hohen Prozentsatz der exponierten Diamanten, die dem Abfall widerstehen, was zu einem scharfen Schnitt und einer hervorragenden Entfernung von Chips führt. Die ordnungsgemäße Anordnung von Diamanten sorgt nicht nur für eine rationale Verteilung der Diamantschicht auf der Werkzeugoberfläche, maximiert die Schneidleistung des Diamanten, sondern reduziert auch signifikant die Verwendung von Diamanten, senkt die Werkzeugkosten und die Verbesserung der Schnitteffizienz.

 

Tipps zum Löschen von Diamond -Werkzeugen bieten einzigartige Herausforderungen. Erstens sind Werkzeugtipps Pulvermetallurgieprodukte mit zahlreichen Kapillaren. Zweitens werden die Werkzeugspitzen gesintert, was zu Oxiden sowohl auf der Oberfläche als auch innen vorhanden ist. Drittens variieren Werkzeuge -Tippzusammensetzungen und stellen erhebliche Anforderungen an Lötmaterialien und -prozesse.

 

Da die zulässige Heiztemperatur von PCD begrenzt ist (im Allgemeinen hitzebeständige Temperaturen von nicht mehr als 720 bis 780 Grad), werden hauptsächlich Silberbasis-Lötmaterialien verwendet. Häufige Silberbasis-Lötmaterialien haben jedoch einen geringen Wärmebeständigkeit und eine schlechte Benetzbarkeit für Diamant und Carbid. Gegenwärtig sind spezielle PDC-Tool-Lötmaterialien zur Verfügung, die den Anforderungen des PDC-Lökotierens erfüllen können, indem die Hochtemperaturstärke und die Ermüdungseigenschaften des Lötmaterials verbessert und den Lötprozess optimiert werden.

 

 

 

Nach den 1930er Jahren wurden die Pulvermetallurgieprinzipien zur Herstellung von Diamond Circular Saw -Klingen verwendet. Frühe Werkzeuge wurden hauptsächlich aus Diamanten, hochmelemem Skelettmetallpulver, niedrigem Melt-Punkt-Elementarpulver und Füllstoffmaterialien gesintert, wobei das niedrigem Melting-Metallpulver als Löschelfüller serviert wurde. Nach den 1960er Jahren entwickelten sich Diamond Tools schnell und eine wachsende Anzahl von Institutionen begannen systematisch mit der Erforschung von Matrixpulvern. Vorbereitete Pulver-Löhleberichte, insbesondere die Aufmerksamkeit für ihre Diffusions-Löscheneigenschaften innerhalb von Diamond-Werkzeugen.

 

Während der Verwendung von Diamantenwerkzeugen geht eine erhebliche Menge Diamant aufgrund von Matrixabnutzung und nicht durch Verschleiß und Misserfolg der Diamanten selbst verloren. Dies führt zu einer relativ niedrigen Diamantauslastungsrate. Dies liegt daran, dass die herkömmliche Fertigung des Diamantensegments auf der mechanischen Einkapselung der Diamanten innerhalb der Matrix beruht. Da Diamanten das Metallmatrixmaterial nicht nass machen, trennen sich die Diamanten, sobald die Matrix in einer bestimmten Höhe abnimmt, leicht von der Metallmatrix, was die Leistung und das Leben des Diamantenwerkzeugs erheblich verringert. Die Verbesserung der Diamantkapselungskapazität der Matrix ist die effektivste technische Maßnahme, um vorzeitigen Diamantverlust zu verhindern. Dieser Ansatz konzentrierte sich zunächst hauptsächlich auf die Verbesserung des Griffs durch mechanische Extrusion und Einkapselung, die sich aus Phasentransformationen im Matrixpulver ergibt. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Forschung über die chemische metallurgische Bindung von aktiven vorlegierten Pulvern mit Diamant verschärft.

 

Durch die Zugabe von starken Carbidbildungselementen wie Nickel, Titan, Zirkonium, Vanadium, Chrom, Molybdän und Wolfram zu prä-alloyed-Pulver verbessert die Netzbarkeit der Legierung durch Diffusion während des Sinterprozesses die chemische Bindung zwischen dem Matrix und Diamant. Dies erhöht die Kantenhöhe des Diamanten während des Mahlens, verbessert die Schnitteffizienz und die Diamantenanlagen. Darüber hinaus verbessert das vor Alloyed Pulver, das als Liller-Füllstoffmetall fungiert, die Stabilität und Konsistenz von Diamantschneidebits. Das staatliche Key-Labor für neue Lötmaterialien und -technologien hat systematisch pulverförmige Füllstoffmetalle untersucht, basierend auf dem Pulverdiffusions-Lötmechanismus, der eine Reihe von Pulver-Basis-Füllstoffmetallen auf Silber- und Kupferbasis entwickelt hat, einschließlich FBABS625, FBAG737, FBCU14, FBCU17, FBCU18, FBCU70 und FBCU17, und FBCU423 und FBCU423, und FBCU17, FBCU18, FBCU70 und FBCU17, und FBCU423 und FBCU423 und

Da der Schmelztemperaturbereich der vor Alloyierten Pulver kompatibel mit der Sintertemperatur von Diamant-Werkzeugbits ist, sind heißes Pressen und Sintern von Diffusionslözeln, während kaltes Pressen und Sintern vorübergehende Flüssigkeitsphasendiffusions-Lötprozesse sind. Sowohl heiße als auch kalte Presseprozesse ermöglichen Benetzungsreaktionen zwischen hochemmillenden Punktelementen und Diamanten bei mittelschweren Temperaturen.

 

Reactive pre-alloyed powders, replacing elemental metal powders, are used in the brazing sintering of impregnated diamond composites, addressing technical bottlenecks such as uneven mixing of diamond tool matrix metal powders, easy loss of low-melting-point elements, weak interaction of high-melting-point active elements, volatilization of high-vapor-pressure elements, structural segregation of Komponenten und instabile Bindungsstärke. Der mechanische Halteneffekt der Matrix auf das Diamanteinlay ist auf einen Verbundverbindungsverbindungsanschluss optimiert, wodurch die Höhe und Schärfe der Diamantklinge verbessert wird. Beim Schneiden von Granit mit einer Klinge, die mit voralloyiertem Pulver zubereitet wird, das vom staatlichen Key Laboratory of New Lilling Materialien und Technologien entwickelt wurde, kann die Schnittgeschwindigkeit um das 1,5- bis 2-fache erhöht werden und die Lebensdauer des Sägenblattes kann um das 1,2- bis 1,6-fache verlängert werden.

 

 

Direktes Löschen von einschichtigen Diamantenwerkzeugen wird hauptsächlich zur Herstellung von Schleifrad-Dressingstiften, Messwerkzeugen, Steinwerkzeugen, Edelstein- oder Glasgravurwerkzeugen und Diamant-Schleifrädern, Diamant-Schleifrädern und Diamantdateien verwendet. Das Lötprozess erreicht eine metallurgische Bindung zwischen dem Diamanten, dem Löschelfüllermetall und dem Metallsubstrat, was zu einer hohen Bindungsfestigkeit führt. Die Kantenhöhe des Diamanten ist erheblich größer als die mit Elektroplatten erreicht. Infolgedessen sind die Diamantwerkzeuge mit einem Schicht einschichtiger Schicht scharf, haben einen großen Chip-Clearance, sind weniger anfällig für Verstopfung während des Gebrauchs und erreichen eine hohe Diamantkörnernutzung.

 

Die meisten Metalllegierungen für Löschelfüller haben Schwierigkeiten, Diamanten zu benetzen, und Diamond ist anfällig für Graphitisierung und Oxidation bei hohen Temperaturen. Aufgrund der Graphitisierungsübergangstemperatur des Diamanten sollte die Löttemperatur auch in einer Vakuumumgebung 1050 Grad nicht überschreiten. Diamond Lettering hat eine begrenzte Auswahl an Füllstoffmetallen. Das ausgewählte Füllstoffmetall muss eine gute Benetzung mit Diamant sicherstellen und eine chemische und metallurgische Bindung bilden. Es muss auch die Schärfe aufrechterhalten und übermäßige Korrosion vermeiden. Darüber hinaus müssen die Wear -Eigenschaften des Füllstoffmetalls mit dem Material kompatibel sein, um eine optimale Diamantenexposition und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

 

Carbidbildende Elemente wie Titan-, Zirkonium-, Chrom- und Vanadium-Nassdiamantbrunnen, aber ihre Schmelztemperaturen sind zu hoch, wodurch der Diamant bei hohen Temperaturen stark graphitisiert wird. Kobalt, Eisen und Aluminium in ihrem flüssigen Zustand effektiv nass, sind jedoch in ihrem benetzbaren Temperaturbereich stark korrosiv. Gegenwärtig werden zwei gemeinsame Prozesse verwendet, um die Diamantneugung zu verbessern und die thermischen Schäden zu verringern. Einer besteht darin, konventionelle Löschungslegierungen aktiver Elemente hinzuzufügen, um ihre Benetzbarkeit und Affinität zum Diamanten zu verbessern. Das andere beinhaltet die Beschichtung der Diamantoberfläche mit Metall. Beim Löschen mit hochempfindlichen Löschungslegierungen schützt das Oberflächenmetall den Diamanten effektiv, minimiert die thermischen Schäden und verbessert seine Benetzbarkeit.

 

Zwei Haupttypen neuer Lötlegierungen werden erstellt, indem konventionelle Löschungslegierungen aktiver Elemente hinzugefügt wurden: kupferbasierte und silberbasierte Löschellegierungen wie AG-Cu, Cu-SN und Ni-CR. AG-CU- und CU-SN-Löschungen mit niedrigem Meltzeitpunkt sind hauptsächlich so konzipiert, dass die thermische Schädigung des Diamanten minimiert wird. Das resultierende Löckchen-Werkzeug ist jedoch schwach, was es schwierig macht, aggressives Schleifen zu erreichen. Diamond-Werkzeuge mit Ni-CR-Legierungen weisen eine hervorragende Verschleißfestigkeit und eine hohe Temperaturfestigkeit auf.

Zu den Prozessen zum Löschen von Einzelkristall- oder Einzelschicht-Diamantenwerkzeugen gehören das Löschen von Vakuumofen, das Laserlasern und das Löschen von Gas-Hochfrequenz-Induktion. Das Löten in einem Vakuumofen weist eine hohe Produktionseffizienz und ein gleichmäßiges Erhitzen auf und kann Werkstücke mit komplexen Strukturen und großen Größen schweißen. Das Laser -Braken verwendet einen Laserstrahl als Schweißwärmequelle. Während des Schweißens wird das Werkstück schnell vor Ort erhitzt, und der Diamant bleibt für kurze Zeit in einem Hochtemperaturzustand, wodurch der Diamant effektiv verhindern kann, dass der Diamant eine Graphitierung unterzieht. Gas-Abschirmtätigkeiten Hochfrequenz-Induktion Löschen verwendet Hochfrequenzinduktion, um gleichzeitig das Substrat und die Löschung zu erhitzen. Es hat eine hohe Heiztemperatur, eine schnelle Heizgeschwindigkeit und ist leicht zu steuern, die Temperatur. Es kann auch lokal erwärmen und ist leicht zu erreichen, um eine automatische Steuerung zu erzielen.

 

In diesem Artikel werden die Prinzipien der Löttechnologie erörtert, die in geförderten Diamanten -Tools, der Entwicklung von Löttechnologien und Informationen zu Lötmaterialien, -prozessen und -geräten verwendet werden. Es schlägt auch die zukünftige Richtung der Löttechnologie in der Diamond Tool -Branche vor.

 

(Dieser geförderte, verblüffte Diamant-Samtpolierkissen kombiniert den Lötprozess effektiv mit der Technologie des flexiblen Diamantpolierkissens. Schleifen scharfe und kostengünstiger.)

 

 

Inhalt dieses Artikels:

• 1. Diamond Tools und deren Klassifizierungen
• 2. Formen von Diamantverbindungen
• 3. Anwendungen der Löttechnologie in Diamond -Tools
• 4. Diffusionslöschen während der Diamantmatrix Sintering
• 5. Löschen von Einzelschicht-Diamantenwerkzeugen
• 6. Löschen von Diamantensegmenten bis zur Matrix
• 7. Löschen von Diamond -Verbundwerkstoffen
• 8. Diamond Tool Lötgeräte und -prozesse
• 9. Entwicklungstrends beim Diamond Tool Lilling
• 10. Schlussfolgerung

Aufgrund des begrenzten Platzes ist diese Website für Ihre Referenz in zwei Abschnitte unterteilt.

 

Wissenspunkte von Diamond -Werkzeugen (Teil 2)