Rollerne af forskellige elementer i bindemidlet af diamantsavklinger

Diamantsavklinger fremstilles ved at svejse diamantsegmenter til en base (stålkrop). Diamantsegmenterne er lavet af fine diamantslibende partikler og metalpulver under høj temperatur og højt tryk. En af de faktorer, der påvirker ydeevnen af ​​diamantsegmenter og savklinger, er metalelementerne i diamantsegmenternes bindemiddel.

Denne artikel, baseret på over tyve års erfaring med fremstilling af diamantværktøj, analyserer kort de forskellige elementers rolle i bindemidlet til diamantsavklingesegmenter.

 

 

Kobber og kobber-baserede legeringer er de mest udbredte metaller i metalbindemidler til diamantværktøj, hvor elektrolytisk kobberpulver er det mest almindelige. Kobber og kobber-baserede legeringer har lave sintringstemperaturer, god formbarhed og sintringsevne og god gensidig opløselighed med andre grundstoffer. Selvom kobber næppe fugter diamant, kan legeringer af kobber med visse elementer betydeligt forbedre dets fugtighed til diamant. For eksempel kan kobberlegeringer fremstillet med et af de karbiddannende-elementer såsom Cr, Ti, W, V og Fe i høj grad reducere kobberlegeringens befugtningsvinkle til diamant. Kobber kan danne forskellige faste opløsninger med nikkel, kobolt, mangan, tin og zink, hvilket styrker matrixmetallet.

 

 

 

Tin er et element, der reducerer overfladespændingen af ​​flydende legeringer og har den effekt, at det reducerer befugtningsvinklen af ​​flydende legeringer til diamant. Det er et element, der forbedrer befugtningen af ​​bindemetallet til diamant, kan sænke smeltepunktet for legeringen og forbedre presseformbarheden. Derfor er Sn meget brugt i bindemidler, men dets anvendelse er noget begrænset på grund af dens store termiske udvidelseskoefficient.

 

 

I diamantværktøjer har Zn og Sn mange ligheder, såsom lavt smeltepunkt og god deformerbarhed. Zn er dog ikke så effektiv som Sn til at ændre befugtningsevnen til diamant. Metallisk Zn har et højt damptryk og fordampes let, så mængden af ​​brugt Zn bør kontrolleres nøje.

 

 

 

Aluminium er et fremragende letmetal og et godt deoxidationsmiddel. Ved 800 grader er befugtningsvinklen for Al til diamant 75 grader, og ved 1000 grader er befugtningsvinklen 10 grader. Tilføjelse af aluminiumspulver til bindemidlet i diamantværktøjer kan danne karbider Ti3AlC og intermetalliske forbindelser TiAl i matrixlegeringen.

 

 

Jern har en dobbelt rolle i bindemidler: for det første danner det cementitcarbider med diamant; for det andet legeres den med andre elementer for at styrke matrixen. Jern har bedre befugtningsevne til diamant end kobber og aluminium, og dets vedhæftning til diamant er højere end kobolts. Desuden er opløsning af en passende mængde kulstof i den Fe-baserede legering gavnlig for dens binding med diamant. Det vil sige, moderat ætsning af diamanten af ​​den Fe-baserede legering kan øge bindingskraften mellem bindemidlet og diamanten. I den faktiske produktion viser savklingens brudflade generelt ikke glat, blotlagt diamant, men derimod et lag af legering, der dækker den, hvilket er en manifestation af den forstærkede bindekraft.

 

 

Co og Fe er begge overgangselementer med lignende egenskaber. Under specifikke forhold kan Co danne carbidet Co2C med diamant og dække diamantoverfladen med en ekstremt tynd koboltfilm. Således kan Co reducere grænsefladespændingen med diamant og har en stærk vedhæftning til diamant i væskefasen, hvilket gør Co til et fremragende bindemateriale.

 

 

Nikkel har en flade-centreret kubisk struktur, god duktilitet, sejhed og oxidationsbestandighed. Det er uendeligt blandbart med kobber. Nikkel er et element, der fremmer austenitisering og kan udvide -faseregionen. Det reagerer med kulstof med besvær, og grænsefladereaktionen med diamant forekommer næsten ikke under høj-temperatursintring. Flydende Ni kan dog hæfte sig fast til overfladen af ​​kulfibre og danne en ekstremt tynd film.

 

I diamantværktøjsbindere er Ni et uundværligt element. I Cu-baserede legeringer giver tilføjelse af Ni mulighed for uendelig blandbarhed med Cu, styrker matrixlegeringen, hæmmer tabet af lav-smeltepunkt-metaller og øger sejheden og slidstyrken. Tilføjelse af Ni og Cu til Fe-baserede legeringer kan sænke sintringstemperaturen, reducere den termiske erosion af diamanten af ​​bindemetallet, og valg af passende proportioner af Fe og Ni kan i høj grad forbedre holdekraften af ​​det Fe-baserede bindemiddel på diamanten.

 

 

I metalbindemidler har mangan en lignende effekt som jern, men det har stærkere penetrations- og deoxidationsevner og oxideres let. Generelt er mængden af ​​tilsat Mn ikke høj, og det har funktionerne deoxidation og styrkelse af matrixen.

 

 

 

Chrom er et stærkt karbiddannende-element. I matrixen af ​​diamantrillede savklinger kan krom spille en lyddæmpende rolle, som er relateret til aktiveringsenergien af ​​Cr. Tilføjelse af en lille mængde Cr til en Cu-baseret matrix kan reducere befugtningsvinklen af ​​den kobber-baserede legering til diamant og forbedre bindingsstyrken mellem den kobber-baserede legering og diamant.

 

 

Titanium er et stærkt hårdmetal-dannende grundstof, der let oxideres og er svært at reducere. I nærvær af oxygen danner Ti fortrinsvis TiO frem for TiC. Metallisk titanium er et godt strukturelt materiale, der har egenskaber som minimal styrkereduktion ved høje temperaturer, varmebestandighed, korrosionsbestandighed og et højt smeltepunkt. Undersøgelser har vist, at tilsætning af en passende mængde titanium til diamantsavbladsmatrixen er gavnlig for at forbedre savklingens levetid.

 

 

Wolfram er et stærkt hårdmetal-dannende element og kan bruges som rammemateriale. Afsætning af en vis mængde wolframpulver på diamantoverfladen, efter sintring, danner WC, W₃Co₃V og W₄Co₂C på diamantoverfladen. Wolfram har god kompatibilitet med andre bindemetaller såsom Cu, Co, Ni og Fe.

 

 

 

 

Sjældne jordarters grundstoffer kan effektivt sænke smeltepunktet for legeringen; La og Ce har stærke deoxiderende, desulfuriserende og deammonierende virkninger, hvilket hæmmer adskillelsen af ​​oxider, sulfider og nitrider ved grænsefladen; de kan forbedre materialets bøjningsstyrke; i høje-Co- eller rene Co-matricer er tilføjelsen af ​​sjældne jordarters grundstof Ce gavnlig til at forbedre matrixens mekaniske egenskaber, og tilsætning af en lille mængde Ce (ca. 0,12 vægt%) til en bronze-baseret matrix kan opnå gode resultater.

 

 

 

Silicium har en lineær ekspansionskoefficient tæt på diamant, lavere end andre metaller; det udviser mindre volumeneffekter under opvarmning og afkøling; silicium har god kompatibilitet med diamant; silicium kan sænke smeltepunktet af legeringen og har en stærk deoxiderende evne.

Quanzhou Huice Company har over tyve års erfaring i produktion, fremstilling og forskning og udvikling af diamantværktøjer med speciale i fremstilling af forskellige diamantværktøjer.

Kontakt nu