Ролята на различни елементи в свързващото вещество на диамантени триони

Диамантените дискове се изработват чрез заваряване на диамантени сегменти към основа (стоманено тяло). Диамантените сегменти са направени от фини диамантени абразивни частици и метален прах при висока температура и високо налягане. Един от факторите, влияещи върху производителността на диамантените сегменти и триони, са металните елементи в свързващото вещество на диамантените сегменти.

Тази статия, базирана на над двадесет години опит в производството на диамантени инструменти, анализира накратко ролята на различните елементи в свързващото вещество на сегментите на диамантените дискове.

 

 

Медта и сплавите-на основата на мед са най-широко използваните метали в металните свързващи елементи на диамантени инструменти, като електролитният меден прах е най-често срещаният. Медта и сплавите на основата на-мед имат ниски температури на синтероване, добра формоспособност и синтероваемост и добра взаимна разтворимост с други елементи. Въпреки че медта почти не намокря диаманта, сплавите на медта с определени елементи могат значително да подобрят омокряемостта му от диаманта. Например, медни сплави, направени с един от карбид-образуващите елементи като Cr, Ti, W, V и Fe, могат значително да намалят ъгъла на намокряне на медната сплав с диамант. Медта може да образува различни твърди разтвори с никел, кобалт, манган, калай и цинк, укрепвайки основния метал.

 

 

 

Калайът е елемент, който намалява повърхностното напрежение на течните сплави и има ефект на намаляване на ъгъла на намокряне на течните сплави с диаманта. Това е елемент, който подобрява омокрянето на свързващия метал с диаманта, може да понижи точката на топене на сплавта и да подобри способността за пресоване. Следователно Sn се използва широко в свързващи вещества, но употребата му е донякъде ограничена поради големия му коефициент на топлинно разширение.

 

 

При диамантените инструменти Zn и Sn имат много прилики, като ниска точка на топене и добра деформируемост. Zn обаче не е толкова ефективен като Sn при промяна на омокряемостта на диаманта. Металният Zn има високо налягане на парите и лесно се изпарява, така че използваното количество Zn трябва внимателно да се контролира.

 

 

 

Алуминият е отличен лек метал и добър дезоксидант. При 800 градуса ъгълът на намокряне на Al към диаманта е 75 градуса, а при 1000 градуса ъгълът на намокряне е 10 градуса. Добавянето на алуминиев прах към свързващото вещество на диамантени инструменти може да образува карбиди Ti3AlC и интерметални съединения TiAl в матричната сплав.

 

 

Желязото има двойна роля в свързващите вещества: първо, образува цементитни карбиди с диамант; второ, легира се с други елементи за укрепване на матрицата. Желязото има по-добра омокряемост към диаманта от медта и алуминия, а адхезията му към диаманта е по-висока от тази на кобалта. Освен това, разтварянето на подходящо количество въглерод в сплавта на основата на Fe- е полезно за нейното свързване с диаманта. Това означава, че умереното ецване на диаманта от сплавта на основата на Fe- може да увеличи силата на свързване между свързващото вещество и диаманта. При действителното производство повърхността на счупване на режещия диск обикновено не показва гладък, открит диамант, а по-скоро слой от сплав, който го покрива, което е проява на засилената сила на свързване.

 

 

Co и Fe са преходни елементи с подобни характеристики. При определени условия Co може да образува карбид Co2C с диамант и да покрие диамантената повърхност с изключително тънък кобалтов филм. По този начин Co може да намали междинното напрежение с диаманта и има силна адхезия към диаманта в течната фаза, което прави Co отличен свързващ материал.

 

 

Никелът има лицево-центрирана кубична структура, добра пластичност, издръжливост и устойчивост на окисление. Смесва се безкрайно с медта. Никелът е елемент, който насърчава аустенизацията и може да разшири -фазовия регион. Той реагира трудно с въглерода и реакцията на повърхността с диаманта почти не се случва по време на високо-температурно синтероване. Въпреки това, течният Ni може да прилепне здраво към повърхността на въглеродните влакна, образувайки изключително тънък филм.

 

В свързващите елементи за диамантени инструменти Ni е незаменим елемент. В сплавите на базата на Cu-добавянето на Ni позволява безкрайна смесимост с Cu, укрепване на матричната сплав, възпрепятстване на загубата на метали с ниска -точка на{3}}топене и увеличаване на якостта и устойчивостта на износване. Добавянето на Ni и Cu към сплави на основата на Fe- може да понижи температурата на синтероване, да намали термичната ерозия на диаманта от свързващия метал и изборът на подходящи пропорции на Fe и Ni може значително да подобри силата на задържане на свързващото вещество на основата на Fe- върху диаманта.

 

 

В металните свързващи вещества манганът има подобен ефект на желязото, но има по-силни способности за проникване и дезоксидация и лесно се окислява. Като цяло добавеното количество Mn не е високо и има функциите на дезоксидация и укрепване на матрицата.

 

 

 

Хромът е силен карбид{0}}образуващ елемент. В матрицата на диамантено набраздени дискове за триони хромът може да играе -заглушаваща звука роля, която е свързана с енергията на активиране на Cr. Добавянето на малко количество Cr към матрица на базата на Cu-може да намали ъгъла на намокряне на сплавта на основата на мед-с диаманта и да подобри здравината на свързване между сплавта на основата на мед-и диаманта.

 

 

Титанът е силно карбид{0}}образуващ елемент, който лесно се окислява и трудно се редуцира. В присъствието на кислород, Ti за предпочитане образува TiO, а не TiC. Металният титан е добър структурен материал, притежаващ характеристики като минимално намаляване на якостта при високи температури, устойчивост на топлина, устойчивост на корозия и висока точка на топене. Проучванията показват, че добавянето на подходящо количество титан към диамантената матрица на триона е от полза за подобряване на експлоатационния живот на триона.

 

 

Волфрамът е силен карбид{0}}образуващ елемент и може да се използва като материал за рамка. Отлагането на определено количество волфрамов прах върху диамантената повърхност след синтероване образува WC, W₃Co₃V и W₄Co₂C върху диамантената повърхност. Волфрамът има добра съвместимост с други свързващи метали като Cu, Co, Ni и Fe.

 

 

 

 

Редкоземните елементи могат ефективно да понижат точката на топене на сплавта; La и Ce имат силни дезоксидиращи, десулфуриращи и деамонични ефекти, като инхибират сегрегацията на оксиди, сулфиди и нитриди на интерфейса; те могат да подобрят якостта на огъване на материала; в матрици с високо-Co или чисто Co добавянето на редкоземния елемент Ce е от полза за подобряване на механичните свойства на матрицата и добавянето на малко количество Ce (приблизително 0,12 wt%) към матрица на основата на бронз- може да постигне добри резултати.

 

 

 

Силицият има коефициент на линейно разширение, близък до този на диаманта, по-нисък от другите метали; проявява по-малки обемни ефекти при нагряване и охлаждане; силицийът има добра съвместимост с диаманта; силицийът може да понижи точката на топене на сплавта и има силна дезоксидираща способност.

Quanzhou Huice Company има над двадесет години опит в производството, производството и изследването и развитието на диамантени инструменти, специализирана в производството на различни диамантени инструменти.

Свържете се сега