Arten von Sintermetallbindern in Diamantwerkzeugen

Einführung

Diamantwerkzeuge haben mit ihren bemerkenswerten mechanischen und thermischen Eigenschaften die moderne Industrie, insbesondere die Fertigungs- und Bauindustrie, revolutioniert. Die Diamantkristalle müssen jedoch mit einem metallischen Substrat verbunden werden, um ein funktionelles Werkzeug zu schaffen. Das Sintern verschiedener Metalle zur Herstellung metallischer Bindungen mit Diamantkristallen ist eine häufig verwendete Technik bei der Herstellung von Diamantwerkzeugen. Dieses Papier gibt einen Überblick über verschiedene Arten von metallischen Sinterbindern, die in Diamantwerkzeugen verwendet werden, einschließlich Kupfer, Kobalt, Eisen, Wolfram, Siliziumkarbid und Hartlotlegierungen. Die Eigenschaften, Vor- und Nachteile der einzelnen Arten von metallischen Bindemitteln werden ebenfalls vorgestellt.

Bindemittel auf Kupferbasis

Die kupferbasierten Binder werden aufgrund ihres niedrigen Preises und ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit häufig bei der Herstellung von Diamantwerkzeugen verwendet. Die in der Industrie gebräuchlichen Bindemittel auf Kupferbasis sind Kupfer-Zinn, Kupfer-Silber und Kupfer-Phosphor. Kupfer-Zinn-Bindemittel sind ideal für Nassschneidanwendungen, während Kupfer-Silber- und Kupfer-Phosphor-Bindemittel für Trockenschneidanwendungen geeignet sind. Bindemittel auf Kupferbasis haben eine gute Bindungsstärke mit Diamantkristallen und sind relativ einfach zu verarbeiten. Sie haben jedoch einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, was ihre Verwendung in Hochtemperaturanwendungen einschränkt.

Bindemittel auf Kobaltbasis

Bindemittel auf Kobaltbasis werden aufgrund ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturfestigkeit und chemischen Stabilität häufig in Diamantwerkzeugen verwendet. Kobalt wird typischerweise als Grundmetall in den Bindemitteln verwendet, wobei andere Elemente wie Nickel, Wolfram und Titan hinzugefügt werden, um die Eigenschaften des Bindemittels zu verbessern. Das resultierende Bindemittel hat eine hohe Bindungsstärke mit Diamantkristallen, was es ideal für schwere Schneid- und Schleifanwendungen macht. Der hohe Schmelzpunkt von Bindemitteln auf Kobaltbasis macht sie ideal für Anwendungen, bei denen hohe Temperaturen erwartet werden.

Bindemittel auf Eisenbasis

Bindemittel auf Eisenbasis sind relativ billig und haben eine gute Bindungsfestigkeit mit Diamantkristallen, aber ihre Verwendung in Diamantwerkzeugen ist wegen ihrer geringen Verschleißfestigkeit und schlechten Hochtemperaturfestigkeit begrenzt. Sie werden häufig in schlagarmen Anwendungen wie Bohrwerkzeugen und Sägeblättern verwendet. Bindemittel auf Eisenbasis enthalten typischerweise andere Elemente wie Nickel, Kobalt und Kupfer, um ihre Eigenschaften zu verbessern.

Bindemittel auf Wolframbasis

Binder auf Wolframbasis haben eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit, Verschleißfestigkeit und chemische Stabilität, wodurch sie für schwere Schneid- und Schleifanwendungen geeignet sind. Wolframcarbid wird typischerweise als Grundmetall verwendet, wobei Kobalt oder Nickel hinzugefügt werden, um die Eigenschaften des Bindemittels zu verbessern. Binder auf Wolframbasis haben eine hohe Bindungsfestigkeit mit Diamantkristallen, sind jedoch relativ spröde und können unter hohen Stoßbelastungen brechen.

Siliziumkarbid-Bindemittel

Siliziumkarbid-Bindemittel werden aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit, Verschleißfestigkeit und chemischen Stabilität üblicherweise in Diamantwerkzeugen verwendet. Das Siliziumkarbid-Bindemittel wird typischerweise mit einem Metallbindemittel wie Kobalt oder Nickel gemischt, um seine Bindungsfestigkeit mit Diamantkristallen zu verbessern. Siliziumkarbid-Bindemittel haben eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und sind daher ideal für Hochtemperaturanwendungen. Sie sind auch beständig gegen Chemikalien wie Säuren und Laugen.

Binder für Lötlegierungen

Hartlotbindemittel werden in Diamantwerkzeugen verwendet, um eine metallische Bindung zwischen Diamantkristallen und einem metallischen Substrat herzustellen. Die Lötlegierungen bestehen typischerweise aus Kupfer, Silber, Nickel oder Gold, gemischt mit verschiedenen anderen Elementen, um ihre Eigenschaften zu verbessern. Lötlegierungen haben einen hohen Schmelzpunkt und sind daher ideal für Hochtemperaturanwendungen. Sie haben auch eine gute Verschleißfestigkeit, chemische Stabilität und Bindungsfestigkeit mit Diamantkristallen. Hartlotlegierungen sind relativ einfach zu verarbeiten, aber im Allgemeinen teurer als andere Bindemittel, was ihre Verwendung in der Industrie einschränkt.

Abschluss

Zusammenfassend ist die Wahl des metallischen Binders in Diamantwerkzeugen von entscheidender Bedeutung, da er die Leistung und Lebensdauer des Werkzeugs erheblich beeinflussen kann. Bindemittel auf Kupferbasis sind relativ kostengünstig, aber ihr niedriger Schmelzpunkt schränkt ihre Verwendung in Hochtemperaturanwendungen ein. Bindemittel auf Kobaltbasis sind aufgrund ihrer Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturfestigkeit ideal für schwere Schneid- und Schleifanwendungen. Bindemittel auf Eisenbasis eignen sich für schlagarme Anwendungen wie Bohrwerkzeuge und Sägeblätter. Binder auf Wolframbasis haben eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit und Verschleißfestigkeit, können jedoch unter hohen Stoßbelastungen spröde werden. Siliziumkarbid-Bindemittel haben eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und chemische Stabilität, wodurch sie ideal für Hochtemperaturanwendungen sind. Hartlotbindemittel haben eine gute Verschleißfestigkeit, Haftfestigkeit und Hochtemperaturfestigkeit, sind aber im Allgemeinen teurer. Daher ist es wichtig, die erforderlichen Leistungskriterien eines Diamantwerkzeugs bei der Auswahl eines metallischen Binders zu berücksichtigen.