Megoldások az egyrétegű gyémántszerszámok keményforrasztására

Összefoglalva és elemzés a forrasztás egyrétegű gyémánt eszközök kutatási állapotának:

1. Kutatás a forrasztó ötvözetekről

◎ nikkel-alapú ötvözetek

-Széles körben használt, például Ni-CR ötvözetek (CR, Si, B és más elemek) nagyfrekvenciás indukció vagy vákuumforrasztás révén (1050 fok -1100 fok, hőmegőrzés néhány másodpercig néhány percig), az interfész olyan karbidokat generál, mint a CR₃C₂ és a CR₇C₃, amely jelentősen javítja a kötési szilárdságot.

.

- A Kínában a Nanjingi Repülési és űrhajózási Egyetem megerősítette, hogy a karbidréteg az interfész reakcióelemzéssel történő kötés kulcsa.

◎ Ezüst alapú ötvözetek

◎ Ag-Cu-Ti keményforrasztó töltőanyag (például AG67%-CU20%-TI12%) TIC réteget generál a vákuumforrasztásban, és a kötési szilárdság eléri a 133mPA-t (Harbin Institute of Technology).

◎ Az Ag-Cu ötvözet CR-vel hozzáadhatók a levegőben, és a CR₃C₂-t az interfészen generálhatják, hogy elkerüljék a gyémánt grafitizálását magas hőmérsékleten (Nanjing Aeronautics és űrhajózási Egyetem).

◎ Réz alapú ötvözetek

◎ A Cu-Sn-Ti-ZR-t és más ötvözeteket vákuumban (930 fok) forrasztják, hogy többrétegű TIC szerkezetet képezzenek. A Xi'an Jiaotong Egyetem házi készítésű réz alapú keményforrasztó anyagának alacsony a forrasztási hőmérséklete, csökkenti a csiszoló részecskék termikus károsodását, és szélesebb alkalmazkodóképességgel rendelkezik.

◎ A Tajvani Egyetem összehasonlította a vákuumot és a lézerforralást, és megállapította, hogy a vákuumfeltételek folyamatos TIC -filmet képeznek, míg a lézer folyamat csak egy folytonos réteget generál.

2. Forrasztási folyamat és paraméterek optimalizálása

◎ A folyamat módszere

◇ A magas frekvenciájú indukciós forrasztás: A gyors sebesség (néhány másodpercig tíz másodpercig), amely nikkel-alapú ötvözetekhez alkalmas, argon vagy helyi gázvédelemre van szükség.

◇ Vákuumkemence Főforrás: Pontos hőmérséklet -szabályozás (például 920 fok -1000 fok, szigetelés a 10-25 percekre), elegendő interfészreakció és a gyémánt védelme az oxidációval szemben.

◇ Lézerforrasztás: A Tajvan Egyetemen végzett kísérletek azt mutatják, hogy rendkívül hatékony (10 másodperc alatt befejeződött), de az interfész karbidréteg folytonossága rossz.

◎ Kulcsfontosságú paraméterek

◇ Hőmérséklet: A túl magas a gyémánt grafitizálásához vezet (például az Ag-Cu-Ti forrasztás a legjobb kötési szilárdsággal 940 fokon).

◇ Ház idő: A CR-alapú ötvözetek rövidebb időt igényelnek (6-30 másodpercek) a túlzott diffúzió megelőzéséhez; A réz alapú ötvözetek 10 percet igényelnek a megfelelő interfészreakció biztosítása érdekében.

◇ Védő légkör: Argon vagy vákuum (0. 2PA -6 × 10⁻³PA) csökkentheti az oxidációt és javíthatja a nedvesíthetőséget.

3. Interfész reakció és kötési mechanizmus

◎ Az átmeneti fémek (TI, CR) a gyémánt felületével reagálnak, hogy karbidréteget képezzenek (CR₃C₂, TIC stb.), Fémkohászati ​​kötést képezve.

◎ A CR diffúziója és dúsítása a nikkel-alapú forrasztásokban a kulcs, míg az ezüst alapú forrasztók a TI aktív reakciójára támaszkodnak.

◎ A karbidok morfológiája az interfészen befolyásolja a kötési szilárdságot. Például a hajtás alakú CR₇C₃ és a pehely CR₃C₂ eltérő hatással van a kötési stabilitásra.

4. Diszkáló gabona optimalizálási elrendezési technológia

◎ Cél: Növelje a forgácsot, csökkentse az őrlési hőmérsékletet és hosszabbítsa meg a szerszám élettartamát (pl. Az optimalizált elrendezés felére csökkentheti a gyémánt mennyiségét és kétszerese a vágási sebességet).

◎ megvalósítási módszer

◇ Replikációs technológia: Az SI sablon lenyomata mikropórusos lerakódott gyémántfilmet, amely alkalmas kis méretű csiszolóanyagokhoz.

◇ Héja penészeloszlás-eloszlási módszer: Tűzálló bevonó előre beállított lyukak a keményforrasztó anyag és a csiszoló szemcsék kitöltéséhez, amely komplex ívelt felületi szerszámokhoz alkalmas.

◇ Lézeres gyors prototípus: A CAD-adatok lézeres szkennelését használja a rögzített pontos forrasztáshoz, nagy pontossággal, de magas költséggel.

5. Teljesítmény -összehasonlítás és alkalmazáshatás

◎ Az gallinizáló és szinterációs szerszámokkal összehasonlítva a forrasztott szerszámok csiszoló szemcsés expozíciós magassága nagyobb (legfeljebb 70%), a kötési szilárdság javul, és a gyémánt leereszkedési sebesség jelentősen csökken.

◎ teszt esetek:

◇ A forrasztott gyémántcsiszoló kerekek élettartama több mint háromszoros az galvanizált csiszoló kerekek élettartama, és a nagy hatékonyságú őrlési hőmérséklet 30%-kal csökken.

◇ Az egyrétegű fűrészpengék hatékonysága a gránit feldolgozásában 4,9-szerese az galvanizált szerszámok.

6. Jelenlegi kihívások és jövőbeli irányok

◎ Folyamat nehézségek: A tömegtermelés stabilitásának nagy teljesítményű szabályozása, finom szemcsés csiszoló részecskék (például a mikro-por-minőségű gyémánt egyenletes eloszlása).

◎ Kutatási utasítások:

◇ A forrasztó anyag összetételének javítása (például a ritkaföldfémek elemeinek hozzáadása a nedvesíthetőség szabályozásához).

◇ Automatizált gyártás (lézerforrasztás gyors prototípuskészítés, kutatás és csiszoló automatikus elrendező berendezések fejlesztése).

◇ Bővítse az alkalmazási területeket (például olajfúró -biteket, precíziós kerámia feldolgozást stb.).

Kutatási következtetések

A forrasztási technológia jelentősen javítja az egyrétegű gyémántszerszámok teljesítményét az interfészi kémiai kohászati ​​kötés, valamint a nikkel-alapú, ezüst alapú és réz alapú keményforrasztó anyagok révén, mindegyiknek megvan a saját előnye.

A jövőben meg kell küzdenünk a nagyszabású termelés nehézségeit, kombinálnunk kell a csiszoló elrendezés optimalizálását az új keményforrasztó anyagok fejlesztésével, és elősegíteni kell annak széles körű alkalmazását a nagy hatékonyságú feldolgozás területén.