A sárgaréz gyémánt eszközök tudáspontjai (2. rész)

Kulcsszavak: Gyémánt, gyémántszerszámok, keményforrasztó anyagok, forrasztási technológia, forrasztási technológia alkalmazása a gyémántszerszámokban

 

Az előző cikkben feltártuk a forrasztási technológia alkalmazását a gyémánt eszközökben. Folytassuk a következő cikket.

Az előző cikk vonatkozik:

1. gyémánt eszközök és osztályozásuk

2. A gyémánt csatlakozások formái

3. A keményforrasztási technológia alkalmazása a gyémántszerszámokban

4. Diffúziós forrasztás a gyémánt mátrix -szintering során

5. Az egyrétegű gyémántszerszámok raprazolása

 

Ez a cikk vonatkozik:

6. A gyémántszegmensek mátrixba fordítása

7. A gyémánt kompozitok sárgarézzelése

8. Gyémánt szerszám keményforrasztó berendezések és folyamatok

9. Fejlesztési trendek a gyémánt szerszám keményforrasztásában

10. Következtetés

 

 

A gyémánt szerszámokat gyakran forrasztó gyémánt tippekkel és szubsztrátokkal gyártják. A forrasztás az elsődleges módszer, amelyet a mindennapi fűrészeléshez, vágáshoz, őrlési és fúrási szerszámokhoz használnak. Noha ezek az eszközök különféle formákban kaphatók, a közönség a porózus, komplex kompozitok forrasztásában rejlik, amelyet porfémből és ötvözött acélból készítenek.

 

A gyémántszerszámok durva körülmények között működnek, gyakran nagy sebességgel, rezgés alatt és magas hőmérsékleten működnek. Ezért a forrasztó gyémánt eszköz tippei kihívást jelentenek. A gyémántszerszámok hatékonyságának javítása érdekében a sebesség és a takarmány sebességének követelményei folyamatosan növekszenek, ami viszont a gyémánt szerszámokat igényli a magasabb szarvascsukló szilárdságához. A szarvascsukló erősségének javításának technikai megközelítésében a forrasztó anyag és a forrasztási folyamat kiegészíti és megerősíti egymást; A forrasztás hatékonyságának javításának technikai megközelítésében a forrasztási folyamat és a forrasztóberendezések támogatják egymást.

 

A forrasztó töltőfém olvadási hőmérséklete szorosan kapcsolódik a szerszám hegyének szinterálásához, és a szinterelési hőmérséklet alapján kell kiválasztani. A forrasztó töltőfém erejét a szerszám működési körülményeinek fényében is figyelembe kell venni. Amikor a gyémánt szerszámpapír -tippeket a szerszámszubsztrátokhoz, a forrasztóanyagnak meg kell felelnie a következő követelményeknek: A forrasztóanyag olvadási hőmérsékletének 850 fok alatt kell lennie, lehetőleg a lehető legkevesebbé; A forrasztó anyagnak jó nedvesíthetőséggel és mérsékelt áramlási tulajdonságokkal kell rendelkeznie mind a gyémánt szerszám tip mátrixához, mind a szerszámszubsztráthoz; A forrasztó anyagnak jó fáradtság-ellenállást és stabilitást kell mutatnia, amely képes ellenállni a 300–400 fokos átmeneti magas hőmérsékleteknek; és a forrasztási folyamatnak egyszerűen működtethetőnek kell lennie, akár hagyományos indukciós, akár lángforrasztással.

 

A forrasztási folyamat elsősorban a gyémántszerszám mechanikai tulajdonságait befolyásolja a forrasztott ízületek, beleértve a forrasztottlemez vastagságát, a hegesztett kezelést, a fűtési időt, a fűtési sebességet, a tartási időt és a héj utáni kezelést. Ezek a tényezők meghatározzák a nedvesíthetőséget, a porozitást, az inklúziós sebességet, a forrás varrás vastagságát és a maradék feszültségeket a hő által érintett zónában (HAZ).

 

A forrasztó lap vastagsága befolyásolja a réz varrás vastagságát, ami viszont befolyásolja a sapkás ízület nyírószilárdságát és fáradtságát. A kísérleti kutatások kimutatták, hogy amikor a gyémántszerszámokat ugyanazzal a töltőfém összetételével és a forrasztási eljárással használják, a karjanyel ízület teljes teljesítménye akkor a legjobb, ha a töltőfém vastagsága 0,20 és 0,28 mm között van (a töltőfém vastagsága 0,15 mm-re csökkenthető az újrahakodás során). Egy kisebb töltőfém vastagsága azt eredményezi, hogy a szerszám hegye és a szerszám alapja közötti felület nem megfelelő nedvesítést eredményez, ami rossz forrasztási hatékonyságot és alacsonyabb ízületi szilárdságot eredményez. Ezenkívül a forrasztási folyamat során az olyan elemek, mint az ón, ólom, alumínium, vas, volfrám és titán a szerszám hegyében, diffundálnak és feloldódnak a hegesztésbe, az ízület szerkezetének megsemmisítésében és a csökkentett ízületi szilárdságban. A túlzott töltőfém vastagsága könnyen pórusokhoz vezethet az ízületben, csökkentve a tényleges forrasztási területet és csökkentve a nyírószilárdságot.

 

A töltőfém -ízület kialakulása szorosan kapcsolódik a teljes fűtési folyamathoz. Az olyan tényezők, mint a fűtési sebesség, a forrasztási hőmérséklet, a tartási idő és a hűtési sebesség, befolyásolhatják a forrasztott ízület nedvesíthetőségét és porozitását, ezáltal megváltoztatva az ízület mechanikai tulajdonságait. A termelés során a hatékonyság javítására gyakran magasabb fűtési arányt használnak. A túlzottan magas fűtési sebesség azonban nagyobb maradék feszültségeket eredményezhet az ízületben, befolyásolva a hegesztés mechanikai tulajdonságait. A gyémánt szerszám tippeiben a különféle alkatrészek lineáris tágulási együtthatóinak szignifikáns különbségei miatt a volfrám-karbid, a volfrám és a króm alacsony lineáris tágulási együtthatókkal rendelkezik, míg a cink, ólom, ón, mangán és kobalt nagy lineáris expanziós együtthatókkal rendelkezik-a különböző alkatrészek eltérő defformációkkal élnek, a belső termelés. A túlzottan lassú fűtési sebesség azonban nemcsak csökkenti a termelés hatékonyságát, hanem a forrasztó fém oxidációját is súlyosbítja, negatívan befolyásolja a gyémánt szerszám ízületét. Kétlépcsős fűtési eljárás használható ennek a fűtési sebességnek a kezelésére: először a munkadarab 400-500 fokos fűtése, a hőmérséklet egy meghatározott időtartamra tartása, majd a forrasztási folyamat melegítésének folytatása. A forrasztási hőmérséklet jelentős hatással van az ízület mechanikai tulajdonságaira. A túl magas forrasztási hőmérséklet a forrasztó töltőfémben a cink elpárolog, ami pórusokat eredményez. Ezenkívül a töltőfém hajlamos az oxidációra, salak zárványt eredményez és gyengítve az ízület szilárdságát. A túl alacsony forrasztási hőmérsékletek csökkentik a töltőfém folyékonyságát, így a salak zárványai valószínűbbé válnak, téves hegesztésekhez és az ízület szilárdságának gyengítéséhez.

 

A magas frekvenciájú rezgés használata a forrasztás során javíthatja a forráskaparás hatékonyságát és csökkentheti a maradék termikus feszültséget. A mágneses áramlás -szabályozó technológia javíthatja az energiahatékonyságot, csökkentheti az energiafogyasztást és javíthatja a munka hatékonyságát.

 

A brazing előtti és utáni kezelések jelentősen befolyásolják a forrasztási minőséget. A hegesztés előtt a forrasztási felületet meg kell őrizni az oxidréteg eltávolításához. A szerszám hegye és az alap közötti résnek egyenletesnek kell lennie az őrlés után. A felszíni oxidrétegek eltávolításának általános módszerei közé tartozik a darálóval, a iratozással és a homokfúváskal történő őrlés. A hegesztés után a gyémántszerszámokat lassan vagy szigetelni kell a hűtési sebesség minimalizálása érdekében, ami elősegíti a hegesztõ hõs feszültség csökkentését. A termelés során egy gazdaságosabb módszer az azbeszt használata szigeteléshez. A hegesztés után a munkadarab felülete gyakran nagy mennyiségű oxid salakot és forrasztó fluxust tart fenn. Ezeket homokfúvás vagy más módszerekkel kell megtisztítani a korrózió megelőzésére. A tisztítás után a forrasztási varrást a minőség szempontjából meg kell vizsgálni. A jó forrasztó varrás sima, fényes, ívelt felületet mutat, észrevehető pórusok vagy repedések nélkül.

 

 

 

A polikristályos gyémántkompakt (PDC) egy kompozit kristály, amelyet szinterelő gyémántpor és egy kötőanyaggal, cementált karbiddal, magas hőmérsékleten és magas nyomás alatt. A PDC olyan előnyökkel büszkélkedhet, mint a nagy kopásállóság, a magas elasztikus modulus, a nagy keménység, az izotropia és a viszonylag magas hővezető képesség. A PDC-eszközök a választott anyaggá váltak olyan csúcsminőségű szerszámok, mint az olajfúrási szerszámok, a szénbányászat fúrtok és a nagysebességű, nagy pontosságú vágószerszámok számára. A forrasztás kulcsfontosságú folyamat a PDC szerszámgyártásában, és a PDC széles körű használata magasabb műszaki követelményeket tett a forrasztási technológiára.

 

A PDC szerszámforrasztás lényegében magában foglalja a karbid forrasztását a szerszám acél testére. Mivel mind a karbid, mind a szerszám acél kiváló forrasztási tulajdonságokkal rendelkezik, a PDC -eszközök a keményforrasztó töltőfémek és a forrasztási folyamatok széles skáláját kínálják. Ezüst vagy réz alapú töltőfémek használhatók, és indukciós fűtési és lángfűtési módszereket alkalmazhatnak. A magas frekvenciájú indukciós forrasztás, az alacsony környezeti szennyezéssel és a magas termelési hatékonysággal, a PDC-eszközök világszerte az uralkodó keményforrasztási módszerévé vált. A PDC -szerszámok nagy pontosságának és nagy szilárdságának köszönhetően a forrasztási pontosság, a forrás varrás szilárdsága és a forrás varrásminősége kritikus technikai kérdések. A PDC eszközök három fő módon meghibásodhatnak: PDC lemez leválasztása a szerszám alapjától; lap törése; és a szerszámbázis károsodása. E három meghibásodási mód kezelése érdekében a PDC szerszám minőségét optimalizált forrasztó anyagok és megfelelő forrasztási folyamatok révén biztosítják.

 

Jelenleg a kereskedelemben kapható PDC-specifikus keményforrasztó fémek magas ezüsttartalmat tartalmaznak, olyan elemekkel, mint a nikkel, a mangán és a kobalt. Ezek a töltőanyagok kiváló nedvesítőképességet mutatnak a cementált karbid, a magas forrasztási szilárdság és a szilárd-likvid fázis hőmérsékleti különbsége esetén általában 50 és 80 fok között.

 

A lemezek leválasztásának kérdése érdekében a mérnökök elkötelezettek a forrasztó anyag teljesítményének javítása mellett, például a magasabb szilárdságú töltőfémek, például a Bag40cuznni, a BAG45Cuzn és a Bag50Cuzn cseréje. A forrasztási folyamatot azonban figyelmen kívül hagyták. A PDC kompozit lemezek törékeny jellege miatt a túl magas olvadási hőmérsékletű forrasztóanyagok és folyamatok felhasználása repedésekhez, forgácsoláshoz, széteséshez és a kompozit lapokban forgácsoláshoz vezethet. A kutatások kimutatták, hogy a kiváló minőségű PDC lemezek megengedett forrasztási hőmérséklete nem haladhatja meg a 780-800 fokot, míg az általános minőségű PDC lapok esetében nem haladhatja meg a 750 fokot.

 

 

 

A gyémántszerszámok sokfélesége és sokfélesége miatt a keletkezési folyamatok és a berendezések száma számos. Lángforrasztás, sófürdő -forrasztás, indukciós forrasztás, ellenállású forrasztás, kemence forrasztás, vákuumforrasztás és lézerforrasztás mind egymással versenyeznek. Jelenleg a domináns folyamatok az indukciós forráskaparás és a vákuumforrasztás.

 

A lángforrasztás egy korai fejlett forrasztási módszer. A szükséges berendezés egyszerű és könnyű, a gázforrás széles körben elérhető, és a folyamatköltség alacsony. A fűtési hőmérsékletet azonban nehéz ellenőrizni, és fokozatosan kiküszöbölték a mainstream piacról.

 

A sófürdő -rézolás gyors és egyenletes fűtést, nagy forráskapasz hatékonyságot és kevesebb deformációt kínál a fém forrasztás során, így alkalmassá teszi a tömegtermelést. A sófürdők forrasztja azonban a hegesztés után nagy mennyiségű fluxust hagy a munkadarabon, ami nagy mennyiségű szennyvíz és környezeti szennyeződést eredményez a hegesztõ tisztítás után. Ezenkívül a sós fürdőfestő berendezés drága, a folyamat bonyolult, és a termelési ciklus hosszú. Ennél is fontosabb, hogy a zöld gyártás tendenciája a gyémántszerszámok merészkedése fokozatosan megszünteti a merülést.

 

A magas frekvenciájú indukciós forráskaparás gyors fűtést és magas forrasztási hatékonyságot kínál; Könnyű működni és munkaigényes; És különféle komplex formákat és többfehér munkadarabokat száríthat meg. Automatikus táplálkozás, légköri védelem vagy vákuum indukciós forrasztás esetén az ízületek kiváló megjelenésű és forrasztott minőségűek. Ez a módszer nemcsak alacsony hegesztési költségeket kínál, hanem lehetővé teszi a szubsztrát újbóli hegesztését és újrahasznosítását is. A gyémántszerszámok gyártásának növekvő munkaköltségeivel és a konzisztens forráskapaszkodás iránti igények növelésével az automatikus indukciós forrasztás lett az elsődleges módszer a gyémánt fűrészelő szerszámok forrasztására. A gyémántszerszámok automatikus indukciós forrasztása lehetővé teszi az automatikus fogak elválasztását, a pengék automatikus azonosítását és felvételét, valamint a forrasztó párnák automatikus etetését. Előnyöket kínál, mint például a nagy hegesztési pontosság, az erős karraforrasztás és a hosszú élettartam. Egy személy több gépet működtethet, jelentősen csökkentve a munkaerőköltségeket.

 

Az ellenállású forrasztást általában a csiszoló rudak forrasztására használják, és kiváló hegesztési minőséget eredményez. A penge magas hőmérséklete miatt azonban ez befolyásolja a gyémánt élettartamát. Jelenleg csak néhány vállalat használja ezt a folyamatot.

 

A kemencét (folyamatos légköri forrasztást) elsősorban kicsi fűrészpengék és speciális alakú gyémántszerszámok előállításához használják. Általában hidrogént és nitrogént használ, amelyet az ammónia bomlásával generálnak, mint a gázokat. A fűtés lassú és egyenletes, esztétikailag kellemes forrasztott ízületeket, megbízható minőséget és fényes munkadarab felületet eredményez. Ezenkívül magas termelési hatékonysággal és alacsony hegesztési költségekkel is büszkélkedhet, így alkalmassá teszi a tömegtermelésre.

 

A vákuumforraszt, amely általában az ellenállás kemencéből származó sugárzási fűtést használja, nagy termelési hatékonyságot és egyenletes fűtést kínál, így alkalmassá teszi a komplex és a nagy gyémántszerszámok hegesztésére. Jelenleg az egyrétegű gyémántszerszámok vákuumforrasztását széles körben használják a helyreállítási szerszámok, az őrlési kerekek, a kőszerszámok és az üvegszerszámok gyártásában. A többrétegű gyémánt eszközök vákuumforrasztása ígéretes ipari alkalmazások kilátásait is tartalmazza.

 

Az utóbbi években a lézerforrasztás fokozatosan alkalmazta az egyrétegű gyémántszerszámok előállítását. A lézerforrasztás gyorsan melegíti a munkadarabot, minimalizálva a gyémánt magas hőmérsékleten maradt időt a hegesztési folyamat során, hatékonyan megakadályozva a grafitizációt. Ezenkívül a lézerforrasztási folyamat a gyémántrészecskék rendezett elrendezését eredményezi, ami nagy fűtési hatékonyságot és pontos hőmérséklet -szabályozást eredményez. Képes megmunkálni a komplex ívelt felületeket, magas fokú automatizálással büszkélkedhet, és kedvező munkakörnyezetet kínál. A lézerforralás felhasználható a nagy, összetett és szabálytalan alakú munkadarabok hegesztésére, elkerülve a magas frekvenciájú indukciós karforráshoz kapcsolódó közelséget és bőrhatásokat.

 

 

 

A Diamond Tool Brazing speciális foglalkozássá vált, évente közel 1000 tonna forrasztó anyagot fogyaszt, és több tízezer embert foglalkoztat belföldön. Az ipar virágzik, és öt konszenzusos tendencia létezik: automatizálás, zöld gyártás, integrált folyamatok, kiváló minőségű gyártás és költséghatékony gyártás.

 

Az automatizálás és a zöld gyártás alapvető koncepciók és a Made in China 2025 kulcsfontosságú projektjei. A gyémántszerszám -iparban a munkaerőköltségek emelkednek, még az ipar fejlődését is fenyegetik. Az automatizált forrasztás általános iparág igénye. Az összes nagy termelési mennyiségű termék az automatizált forráskapocs felé mozog. Jelenleg a fűrészpengék automatizált keményforrasztása egyre érettebbé válik, és más termékek automatizált keményforrasztó berendezései küszöbön állnak.

 

A zöld gyártás magában foglalja a kibocsátások csökkentését, az anyagok megőrzését, az energiahatékonyság javítását és az energiafogyasztás csökkentését. A Diamond Tool BraZing gyors előrelépést ért el az anyagfogyasztás és az energiamegtakarítás csökkentésében, ám a haladás lassabb a kadmiummentes és fluxusokkal ellátott forrasztófémek elfogadásában, valamint a fluxus használatának csökkentésében. A gyémánt szerszámok (például fúróbitek, válogatások, fűrészlapok és vágószerszámok) disszipatív termékek. A rettenetes töltőfém bennük kimerül a normál működés közben. Az olyan elemek, mint az ólom és a kadmium a töltőfémben, felszabadíthatók a levegőbe, a talajba és a vízbe, szennyezve a környezetet. Egyes elemeket az emberek lenyelhetnek, potenciálisan károsítva az emberi egészséget.

 

A kombinált forrasztási folyamatok, beleértve a láng indukcióját, az indukciós-vezetéket és a kemence-indukciós-lángforrást, lehetővé teszik a komplex, nagyméretű szerszámok gyors, minden helyzetét. Ez lerövidíti a forrasztási időt, javítja a szerszám tartósságát és megbízhatóságát, és meghosszabbítja a szerszám élettartamát.

 

A minőségi javulás hosszabb fáradtsági élettartamot igényel a forrasztott ízületeknél, és a forrasztás varrásának hibái fő tényező, amely befolyásolja a fáradtság élettartamát. Ezért, amint a szuperharmadik eszközök élete növekszik, egyre növekszik a igény a forgóvarban lévő hibák folyamatos csökkentésére és a forrasztott ízületek minőségének javítására. Ha a forrasztó anyagok és folyamatok megfelelőek, a töltőfémek tisztasága kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a hibaképződést.

 

A gazdaság a feldolgozóipar örök igénye. Az alacsony ezüst forrasztó, réz alapú forrasztás, kompozit karforra és az előregyártott forrasztás a forrasztási költségek megtakarításának fő útmutatása; A hatékony forralási folyamat és a nagy megbízhatóságú keményforrasztási technológia egy másik módja annak, hogy csökkentsék a forrasztási költségeket.

 

 

(1) A gyémántszerszámok különféle típusúak, és a forrasztási technológia kulcsfontosságú technológia a különféle eszközök gyártásában.

(2) A sárgaréz technológiának négy fő alkalmazása van a gyémánt szerszámgyártásban: diffúziós forrasztás a vágófej-szinterezésben, a vágófej keményforrasztása, az egyrétegű gyémánt szerszámforrasztás és a PDC szerszámforrasztás.

(3) Az előzetesen ötvözött por hatékony módszer a gyémántvágó fejek átfogó teljesítményének javítására. Az aktív előzetesen ötvözött por szinergetikusan javíthatja a gyémántszerszámok élettartamát és élettartamát.

(4) A gyémántvágó fejek forrasztásának kulcsfontosságú technológiája a személyre szabott, keményforrasztó fém és a hatékony forrasztási folyamat. A PDC-eszközök forrasztásának kulcsfontosságú technológiája a kiváló minőségű forrasztó fém. Az egyrétegű gyémántszerszámok forrasztásának kulcsfontosságú technológiája a berendezés és a forrasztó töltőfém.

(5) A gyémántszerszámok forrasztása az automatizálás, a zöldítés, a folyamat integrációja, a minőségjavítás és a gazdaság felé fejlődik.