Gyémánt szegmens és szubsztrátum keményforrasztása

A gyémánt vágófejet és az aljzatot gyakran forrasztással kötik össze gyémántszerszámok készítéséhez. A mindennapi életben használt fűrész-, vágó-, köszörű- és fúrószerszámok főként keményforrasztással kapcsolódnak össze. Az ilyen szerszámoknak különféle formái vannak, de a kötéseknek megvan a közös jellemzőjük, vagyis porkohászattal és ötvözött acéllal gyártott porózus összetett kompozitok keményforrasztása.

 

A gyémántszerszámok munkakörülményei viszonylag kemények, és általában nagy sebességű, vibrációs és magas hőmérsékletű környezetben használják őket, ezért a gyémánt vágófejek keményforrasztása nehézkes. A gyémántszerszámok megmunkálási hatékonyságának javítása érdekében folyamatosan nőnek a vágási sebességre és előtolási sebességre vonatkozó követelmények, ami megköveteli, hogy a gyémánt szerszámok nagyobb keményforrasztási szilárdsággal rendelkezzenek. A keményforrasztási varrat szilárdságának javítása érdekében a keményforrasztási anyag és a keményforrasztási folyamat egymásra támaszkodik és elősegíti egymást; technikailag a keményforrasztás hatékonyságának javítása érdekében a keményforrasztási folyamat és a keményforrasztó berendezések egymást támogatják és elősegítik.

 

A keményforrasztó töltőanyag olvadási hőmérséklete szorosan összefügg a vágófej szinterelésével. A keményforrasztási töltőanyag olvadási hőmérsékletét a szinterezési hőmérsékletnek megfelelően kell megválasztani; a keményforrasztó töltőfém szilárdságválasztásánál a szerszám használati körülményeihez kell igazodnia. A keményforrasztóanyagnak meg kell felelnie a következő feltételeknek, ha a gyémánt vágófejet az aljzattal forrasztják: a forrasztóanyag olvadási hőmérséklete 850 fok alatt kell legyen, és minél alacsonyabb, annál jobb; a keményforrasztó töltőanyag jó nedvesíthetőségű a gyémánt vágófej mátrixanyagával és a szerszám szubsztrátumával szemben, és mérsékelt áramlási terjedéssel rendelkezik; a forrasztóanyagnak jó kifáradási teljesítőképességgel és stabilitással kell rendelkeznie, és ki kell állnia a pillanatnyi, 300-400 fokos magas hőmérsékletnek is; a keményforrasztási folyamat könnyen kezelhető, és általános célú indukciós keményforrasztás vagy lángforrasztás is használható.

 

A forrasztási folyamat fő befolyásoló tényezői a gyémántszerszámok keményforrasztott kötéseinek mechanikai tulajdonságaira a hegesztőlap vastagsága, az előhegesztési kezelés, a melegítési idő, a melegítési sebesség, a tartási idő, az utóhegesztési kezelés stb. a nedvesítési állapot, a porozitás, a záródási arány, a keményforrasztási varrat vastagsága és a maradó feszültség a keményforrasztási hőhatászónában stb.

 

A forrasztólemez vastagsága befolyásolja a kötés keményforrasztási varratának vastagságát, ezáltal befolyásolja a forrasztott kötés nyírószilárdságát és kifáradási szilárdságát. Kísérleti kutatások azt mutatják, hogy ha ugyanazt a forrasztási összetételt és keményforrasztási eljárást használják gyémántszerszámok keményforrasztására, amikor a keményforrasztási varrat vastagsága {{0}},20 és 0,28 mm között van, akkor az átfogó teljesítményt a keményforrasztási varrat jobb (újrahegesztéskor a keményforrasztó töltőanyag vastagsága 0,15 mm-re csökkenthető). Ha a keményforrasztási varrat vastagsága kicsi, a forrasztóanyag nedvesítése a vágófej és a szerszám szubsztrátumának csatlakozási felületéhez nem elegendő, ami alacsony keményforrasztási sebességet és csekély szilárdságot eredményez; ugyanakkor az ón, az ólom, valamint az alumínium, vas, volfrám, titán és egyéb elemek bediffundálnak és feloldódnak a hegesztési varratban, ami elősegíti a keményforrasztó varrat ridegségét és csökkenti a kötés szilárdságát. Ha a keményforrasztó varrat vastagsága túl nagy, könnyen pórusok keletkezhetnek a forrasztási varratban, ami csökkenti a hatékony forrasztási területet és csökkenti a nyírószilárdságot.

 

A keményforrasztási varrat kialakulása szorosan összefügg a teljes hevítési folyamattal. Az olyan tényezők, mint a melegítési sebesség, a keményforrasztási hőmérséklet, a tartási idő és a hűtési sebesség befolyásolják a keményforrasztott kötés nedvesíthetőségét és porozitását, ezáltal megváltoztatják a kötés mechanikai tulajdonságait. A gyártási folyamatban gyakran alkalmaznak magasabb fűtési sebességet a munka hatékonyságának javítására. Ha a fűtési sebesség túl magas, a kötésnek nagy maradó feszültsége lesz, és ez befolyásolja a varrat mechanikai tulajdonságait. A gyémánt szegmens egyes komponenseinek lineáris tágulási együtthatóinak nagy különbsége miatt például a volfrám-karbid, a volfrám és a króm lineáris tágulási együtthatója kicsi, míg a cink, ólom, ón, mangán lineáris tágulási együtthatója, kobalt és egyéb elemek nagy. Az elem deformációja hevítés után eltérő, hogy belső feszültséget generáljon. A túl alacsony fűtési sebesség azonban nemcsak alacsony gyártási hatékonysághoz vezet, hanem súlyosbítja a keményforrasztó varrat fém oxidációját is, ami káros hatással van a gyémántszerszámok illesztéseire. A fűtési sebesség problémájának megoldására kétlépcsős fűtési eljárás alkalmazható. Először a munkadarabot 400-500 fokra melegítik, és a hőmérsékletet egy bizonyos ideig tartják, mielőtt folytatják a felmelegítést és a hegesztést. A keményforrasztási hőmérséklet bizonyos mértékben befolyásolja a kötés mechanikai tulajdonságait. Ha a keményforrasztási hőmérséklet túl magas, a keményforrasztóanyagban lévő cinkelem elpárolog, és pórusokat képez, ugyanakkor a keményforrasztóanyag könnyen oxidálódik, salakzárványok keletkezéséhez, ami a kötés szilárdságának csökkenését eredményezi; ha a forrasztási hőmérséklet túl alacsony, A keményforrasztó anyag folyékonysága gyenge, könnyen salakzárványok keletkezhetnek, hamis hegesztést okozhatnak, és csökkentik a kötés szilárdságát.

 

A keményforrasztási folyamat során fellépő nagyfrekvenciás vibráció javíthatja a keményforrasztás sebességét és csökkentheti a maradék hőfeszültséget. A mágneses meghajtó technológia javíthatja az energiahatékonyságot, csökkentheti az energiafogyasztást és javíthatja a munka hatékonyságát.

A keményforrasztás elő- és utófeldolgozása nagyban befolyásolja a keményforrasztás minőségét. Hegesztés előtt a keményforrasztott felületet csiszolni kell, hogy eltávolítsuk az oxidréteget. A csiszolószerszám feje és a hordozó illeszkedő része közötti résnek egyenletesnek kell lennie. A felületi oxidréteg eltávolításának általánosan használt módszerei közé tartozik a csiszológépes csiszolás, reszelés és homokfúvás. A hegesztés utáni gyémántszerszámoknak lassú hűtést vagy hőmegőrzési intézkedéseket kell tenniük, hogy a lehető legnagyobb mértékben csökkentsék a hegesztés utáni hűtési sebességet, ami előnyös a hegesztés utáni hőfeszültség csökkentésében. A termelés gazdaságosabb módja az azbeszt hőmegőrzésre történő felhasználása. A hegesztés után általában nagy mennyiségű oxid salak és folyasztószer marad vissza a munkadarab felületén, amelyet homokfúvással meg kell tisztítani, hogy elkerüljük a munkadarab korrózióját a fluxus által. A munkadarab megtisztítása után ellenőrizni kell a keményforrasztó varrat hegesztési minőségét. A jó hegesztési minőségű keményforrasztó varrat felülete sima, sima, ív alakú, és nincsenek rajta látható pórusok és repedések.