Zināšanu punkti par brazinga dimanta rīkiem (2. daļa)

Atslēgas vārdi: dimants, dimanta rīki, cietlodēšanas materiāli, cietlodēšanas tehnoloģija, cietlodēšanas tehnoloģijas pielietošana dimanta rīkos

 

Iepriekšējā rakstā mēs izpētījām cietlodēšanas tehnoloģijas pielietojumu dimanta rīkos. Turpināsim ar nākamo rakstu.

Iepriekšējais raksts aptver:

1. Dimanta rīki un to klasifikācija

2. Dimanta savienojumu formas

3. Brazdošanas tehnoloģijas pielietojumi dimanta rīkos

4. Difūzijas cietlodēšana dimanta matricas saķepināšanas laikā

5. Vienslāņu dimanta instrumentu cietlodēšana

 

Šis raksts aptver:

6. Dimanta segmentu cietlodēšana uz matricu

7. Dimanta kompozītu cietlodēšana

8. Dimanta rīku cietlodēšanas aprīkojums un procesi

9. Dimanta rīka cietlodēšanas attīstības tendences

10. Secinājums

 

 

Dimanta rīkus bieži ražo ar cietlodēšanas dimanta padomiem un to substrātiem. Slazīšana ir galvenā metode, ko izmanto ikdienas zāģēšanas, griešanas, slīpēšanas un urbšanas instrumentos. Kamēr šie instrumenti ir dažādās formās, kopība slēpjas porainu, sarežģītu kompozītu cietlodē, kas izgatavota no pulvera metalurģijas līdz sakausējuma tēraudam.

 

Dimanta rīki darbojas skarbos apstākļos, bieži darbojas ar lielu ātrumu, vibrācijās un augstā temperatūrā. Tāpēc Diamond Tool cietlodēšanas padomi ir izaicinoši. Lai uzlabotu dimanta instrumentu efektivitāti, nepārtraukti palielinās prasības griešanas ātrumam un padeves ātrumam, kas savukārt prasa dimanta instrumentus, lai būtu lielāks brāzes locītavas stiprums. Tehniskajā pieejā brienu locītavas stipruma uzlabošanai, cietlodēšanas materiāls un cietlodēšanas process papildina un pastiprina viens otru; Tehniskā pieejā cietlodēšanas efektivitātes uzlabošanai, cietlodēšanas procesam un cietlodēšanas aprīkojuma atbalstu un pastiprina viens otru.

 

Sazarojuma pildvielas metāla kausēšanas temperatūra ir cieši saistīta ar instrumenta gala saķepināšanu, un tā jāizvēlas, pamatojoties uz saķepināšanas temperatūru. Bazarot Filler metāla izturību jāapsver arī, ņemot vērā instrumenta darbības apstākļus. Ja cietlodēšanas dimanta instrumentu padomi instrumentu substrātiem, cietlodēšanas materiālam jāatbilst šādām prasībām: cietlodēšanas materiāla kušanas temperatūrai jābūt zemāk par 850 grādiem, vēlams pēc iespējas zemāk; Sazarojuma materiālam jābūt labai mitrumam un mērenām plūsmas īpašībām gan dimanta instrumenta gala matricai, gan instrumentu substrātam; Sazarojuma materiālam vajadzētu būt arī labu izturību pret nogurumu un stabilitāti, kas spēj izturēt īslaicīgu augsto temperatūru 300–400 grādos; un cietlodēšanas procesam vajadzētu būt vienkāršai darbībai, izmantojot vai nu parasto indukcijas cietlodēšanu, vai liesmas cietlodēšanu.

 

Sazarojuma process galvenokārt ietekmē brazdzināto savienojumu mehāniskās īpašības, ieskaitot cietlodēšanas loksnes biezumu, ārstēšanu pirms mīkstuma, apkures laiku, apkures ātrumu, turēšanas laiku un pēcpuses apstrādi. Šie faktori nosaka mitrumu, porainību, iekļaušanas ātrumu, brāzes šuves biezumu un atlikušo spriegumu siltuma skartajā zonā (HAZ).

 

Sazarojuma loksnes biezums ietekmē brāzes šuves biezumu, kas savukārt ietekmē cietlodētās locītavas bīdes izturību un noguruma izturību. Eksperimentālie pētījumi parādīja, ka, cietdinot dimanta rīkus, izmantojot to pašu pildvielas metāla sastāvu un cietlodēšanas procesu, brāzes locītavas kopējais veiktspēja ir vislabākā, ja pildvielas metāla biezums ir no 0,20 līdz 0,28 mm (metāla pildvielas biezumu var samazināt līdz 0,15 mm atkārtotas vilināšanas laikā). Mazāks metāla biezums rada nepietiekamu saskarnes mitrināšanu starp instrumenta galu un instrumenta pamatni, kā rezultātā slikta cietlodēšanas efektivitāte un zemāka locītavu stiprība. Turklāt cietlodēšanas procesa laikā tādi elementi kā alva, svins, alumīnijs, dzelzs, volframa un titāna instrumenta galā izkliedējas un izšķīst metinājumā, locītavas struktūras ietveršana un samazināta locītavu izturība. Pārmērīgs pildvielas metāla biezums var viegli izraisīt poras locītavā, samazinot efektīvo cietlodēšanas zonu un samazinot bīdes stiprību.

 

Filler metāla locītavas veidošanās ir cieši saistīta ar visu apkures procesu. Faktori, piemēram, apkures ātrums, cietlodēšanas temperatūra, turēšanas laiks un dzesēšanas ātrums, var ietekmēt mitrumu un cietlodētās locītavas porainību, tādējādi mainot locītavas mehāniskās īpašības. Ražošanas laikā efektivitātes uzlabošanai bieži izmanto augstāku apkures ātrumu. Tomēr pārmērīgi lieli apkures ātrumi var izraisīt lielāku locītavas atlikušo spriegumu, ietekmējot metināšanas mehāniskās īpašības. Sakarā ar nozīmīgajām atšķirībām dažādu komponentu lineārā izplešanās koeficientu lineārajā paplašināšanas koeficientos, kas ir piemērā, volframa karbīda, volframa un hroma ir zemi lineāri izplešanās koeficienti, savukārt cinks, svins, skārda, mangāns un kobalts ir augsts lineārs izplešanās koeficienti-dažādas sastāvdaļas, kas pēc sildīšanas ir mainīgas. Tomēr pārmērīgi lēns apkures ātrums ne tikai samazina ražošanas efektivitāti, bet arī saasina cietlodēšanas metāla oksidāciju, negatīvi ietekmējot dimanta instrumenta savienojumu. Divpakāpju apkures procesu var izmantot, lai novērstu šo apkures ātruma izaicinājumu: vispirms sildot sagatavi līdz 400-500 grādiem, noturot temperatūru uz noteiktu laiku un pēc tam turpinot sildīt cietlodēšanas procesu. Slazdošanas temperatūra būtiski ietekmē locītavas mehāniskās īpašības. Pārmērīgi augsta cietlodēšanas temperatūra izraisa cinka cietlodēšanas pildvielas metāla iztvaikošanu, kā rezultātā rodas poras. Turklāt pildvielas metāls ir jutīgs pret oksidāciju, radot izdedžu ieslēgumus un vājinot locītavas izturību. Pārmērīgi zema cietlodēšanas temperatūra samazina metāla pildvielu, padarot šķiedru ieslēgumus ticamākus, izraisot viltus metinājumus un vājinot locītavu stiprumu.

 

Augstas frekvences vibrācijas izmantošana cietlodēšanas laikā var uzlabot cietlodēšanas efektivitāti un samazināt termisko stresu. Magnētiskās plūsmas kontroles tehnoloģija var uzlabot energoefektivitāti, samazināt enerģijas patēriņu un uzlabot darba efektivitāti.

 

Ārstēšana pirms un pēc brīža būtiski ietekmē cietlodēšanas kvalitāti. Pirms metināšanas, lai noņemtu oksīda slāni, jānovērtē cietlodēšanas virsma. Plaisai starp instrumenta galu un pamatni jābūt vienveidīgai pēc slīpēšanas. Parastās virsmas oksīda slāņu noņemšanas metodes ietver slīpēšanu ar dzirnaviņu, iesniegšanu un smilšu strūklu. Pēc metināšanas dimanta instrumenti ir jāatdzesē lēnām vai izolē, lai samazinātu dzesēšanas ātrumu, kas palīdz samazināt termisko spriegumu pēc metiena. Ražošanā ekonomiskāka metode ir azbesta izmantošana izolācijai. Pēc metināšanas sagataves virsma bieži saglabā lielu daudzumu oksīda sārņu un cietlodēšanas plūsmas. Tie jātīra, izmantojot smilšu strūklu vai citas metodes, lai novērstu koroziju. Pēc tīrīšanas cietlodēšanas šuve jāpārbauda, vai nav kvalitātes. Laba cietlodēšanas šuvei uzrāda gludu, spilgtu, izliektu virsmu bez manāmām porām vai plaisām.

 

 

 

Polikristāliskais dimanta kompakts (PDC) ir salikts kristāls, ko veido saķepināšanas dimanta pulveris un saistviela ar cementētu karbīdu augstā temperatūrā un augstā spiedienā. PDC lepojas ar tādām priekšrocībām kā augsta nodiluma izturība, augsts elastības modulis, augsta cietība, izotropija un salīdzinoši augsta termiskā vadītspēja. PDC rīki ir kļuvuši par izvēlēto materiālu augstas klases instrumentiem, piemēram, naftas urbšanas instrumentiem, ogļu ieguves urbšanas bitiem un ātrgaitas, augstas precizitātes griešanas rīkiem. Slazīšana ir galvenais PDC rīku ražošanas process, un plaši izplatītā PDC izmantošana ir izvirzījusi augstākas tehniskās prasības cietlodēšanas tehnoloģijai.

 

PDC rīks cietlodēšana būtībā ietver karbīda cietlodēšanu līdz instrumenta tērauda korpusam. Tā kā gan karbīda, gan instrumentu tēraudam ir lieliskas cietlodēšanas īpašības, PDC rīki piedāvā plašu cietlodēšanas pildvielu metālu un cietlodēšanas procesu klāstu. Var izmantot sudraba vai vara balstītu pildvielu metālus, un var izmantot indukcijas sildīšanas un liesmas apkures metodes. Augstas frekvences indukcijas cietlodēšana ar zemu vides piesārņojumu un augstu ražošanas efektivitāti ir kļuvusi par dominējošo cietlodēšanas metodi PDC rīkiem visā pasaulē. Sakarā ar lielo PDC rīku precizitāti un augsto stiprību, cietlodēšanas precizitāti, brāzes šuves stiprību un brāzes šuves kvalitāti ir kritiskas tehniskas problēmas. PDC rīki var neizdoties trīs galvenajos veidos: PDC lapas atdalīšana no instrumentu bāzes; loksnes lūzums; un instrumentu pamatnes bojājumi. Lai risinātu šos trīs kļūmju režīmus, PDC rīka kvalitāte tiek nodrošināta, izmantojot optimizētus cietlodēšanas materiālus un atbilstošus cietlodēšanas procesus.

 

Pašlaik komerciāli pieejamajam PDC specifiskajiem cietlodēšanas pildvielu metāliem ir augsts sudraba saturs, kā arī tādi elementi kā niķelis, mangāns un kobalts. Šiem pildvielām ir lieliska cementēta karbīda mitrināšana, augsta cietlodēšanas stiprība un cietā šķidruma fāzes temperatūras starpība, kas parasti kontrolē no 50 līdz 80 grādiem.

 

Lai risinātu lapu atdalīšanas problēmu, inženieri ir apņēmušies uzlabot cietlodēšanas materiālu veiktspēju, piemēram, aizstāt augstākas stiprības pildvielu metālus, piemēram, Bag40cuznni, Bag45cuzn un Bag50cuzn. Tomēr cietlodēšanas process ir ignorēts. Sakarā ar PDC kompozītu lapu trauslo raksturu cietlodēšanas materiālu un procesu izmantošana ar pārmērīgi augstu kušanas temperatūru var izraisīt plaisas, šķeldošanu, sadalīšanos un šķeldošanu kompozītmateriālu lapās. Pētījumi liecina, ka augstas kvalitātes PDC lapu pieļaujamā cietlodēšanas temperatūra nedrīkst pārsniegt 780–800 grādus, savukārt vispārējās kvalitātes PDC lapām nevajadzētu pārsniegt 750 grādu.

 

 

 

Sakarā ar plašu dimanta instrumentu dažādību un dažādību, iegūtie cietlodēšanas procesi un aprīkojums ir daudz. Liesmas cietlodēšana, sāls vannas cietlodēšana, indukcijas cietlodēšana, pretestības cietlodēšana, krāsns cietlodēšana, vakuuma cietlodēšana un cietlodēšana ar lāzeru konkurē savā starpā. Pašlaik dominējošie procesi ir indukcijas cietlodēšana un vakuuma cietlodēšana.

 

Liesmas cietlodēšana ir agrīna izstrādāta cietlodēšanas metode. Nepieciešamais aprīkojums ir vienkāršs un viegls, gāzes avots ir plaši pieejams, un procesa izmaksas ir zemas. Tomēr tā apkures temperatūru ir grūti kontrolēt, un tā pakāpeniski ir izvadīta no galvenās tirgus.

 

Sāls vannas cietlodēšana piedāvā ātru un vienmērīgu apkuri, augstu cietlodēšanas efektivitāti un mazāku parasta metāla deformāciju cietlodēšanas laikā, padarot to piemērotu masveida ražošanai. Tomēr sāls vannas cietlodēšana pēc metināšanas atstāj lielu daudzumu sagatavei plūsmu, kā rezultātā nokārtojot tīrīšanu, ir daudz notekūdeņu un vides piesārņojuma. Turklāt sāls vannas cietlodēšanas aprīkojums ir dārgs, process ir sarežģīts un ražošanas cikls ir garš. Vēl svarīgāk ir tas, ka zaļās ražošanas tendence ir dimanta instrumentu samazināšanas samazināšanās.

 

Augstas frekvences indukcijas cietlodēšana piedāvā ātru apkuri un augstu cietlodēšanas efektivitāti; ir viegli darboties un darbietilpīgi; Un tas var sasprādzēt dažādas sarežģītas formas un vairāku zobu darbu. Izmantojot automātisku barošanu, atmosfēras aizsardzību vai vakuuma indukcijas zarnu, locītavām ir izcils izskats un cietlodēta kvalitāte. Šī metode piedāvā ne tikai zemas ražošanas izmaksas par vienu metinājumu, bet arī ļauj substrātu atkārtoti izmantot un izmantot atkārtoti. Palielinoties darbaspēka izmaksām dimanta instrumentu ražošanā un palielinot prasības pēc pastāvīgas cietlodēšanas kvalitātes, automātiskā indukcijas cietlodēšana ir kļuvusi par galveno dimanta zāģēšanas rīku cietlodēšanas metodi. Dimanta rīku automātiska indukcijas cietlodēšana ļauj automātiski atdalīt zobu atdalīšanu, automātisku asmeņu identificēšanu un uzņemšanu, kā arī automātisku cietlodēšanas spilventiņu barošanu. Tas piedāvā tādas priekšrocības kā augsta metināšanas precizitāte, spēcīgas cietlodēšanas locītavas un ilgu kalpošanas laiku. Viena persona var darbināt vairākas mašīnas, ievērojami samazinot darbaspēka izmaksas.

 

Pretestības cietlodējumu parasti izmanto, lai cietinātu stieņus, un tas rada lielisku metināšanas kvalitāti. Tomēr asmeņu augstās temperatūras dēļ tas ietekmē dimanta kalpošanas laiku. Pašlaik tikai daži uzņēmumi izmanto šo procesu.

 

Krāsns cietlodējumu (nepārtraukta atmosfēras cietlodēšana) galvenokārt tiek izmantota mazu zāģu asmeņu un īpašas formas dimanta instrumentu ražošanā. Tas parasti izmanto ūdeņradi un slāpekli, ko rada amonjaka sadalīšanās, kā samazinošas gāzes. Sildīšana ir lēna un vienmērīga, kā rezultātā estētiski patīkamas cietlodēšanas locītavas, uzticama kvalitāte un spilgta sagataves virsma. Tas arī lepojas ar augstu ražošanas efektivitāti un zemām metināšanas izmaksām, padarot to piemērotu masveida ražošanai.

 

Vakuuma cietlodēšana, kas parasti izmanto radiācijas sildīšanu no pretestības krāsns, piedāvā augstu ražošanas efektivitāti un vienmērīgu apkuri, padarot to piemērotu kompleksu un lielu dimantu instrumentu metināšanai. Pašlaik viena slāņa dimanta rīku vakuuma cietlodēšana tiek plaši izmantota atjaunošanas instrumentu, slīpēšanas riteņu, akmens instrumentu un stikla instrumentu ražošanā. Daudzslāņu dimantu rīku vakuuma cietlodēšana satur arī daudzsološas rūpnieciskas lietojumprogrammas izredzes.

 

Pēdējos gados lāzera cietlodēšana ir pakāpeniski ieguvusi pielietojumu vienslāņu dimanta rīku ražošanā. Lāzera cietlodēšana strauji silda sagatavi, metināšanas procesa laikā samazinot dimants augstā temperatūrā, efektīvi novēršot grafitizāciju. Turklāt lāzera cietlodēšanas process sasniedz dimanta daļiņu sakārtotu izvietojumu, kā rezultātā rodas augsta sildīšanas efektivitāte un precīza temperatūras kontrole. Tas spēj apstrādāt sarežģītas izliektas virsmas, lepojas ar augstu automatizācijas pakāpi un piedāvā labvēlīgu darba vidi. Lāzera cietlodējumu var izmantot, lai metinātu lielus, sarežģītus un neregulāras formas darbp šedevrus, vienlaikus izvairoties no tuvuma un ādas efektiem, kas saistīti ar augstfrekvences indukcijas cietlodēšanu.

 

 

 

Dimanta rīku cietlodēšana ir kļuvusi par specializētu nodarbošanos, patērējot gandrīz 1000 tonnu cietlodēšanas materiālu gadā un vietējā mērā nodarbina desmitiem tūkstošu cilvēku. Nozare plaukst, un pastāv piecas vienprātības tendences: automatizācija, zaļā ražošana, integrētie procesi, augstas kvalitātes ražošana un rentabla ražošana.

 

Automatizācija un zaļā ražošana ir pamatjēdzieni un galvenie projekti Ķīnā 2025. gadā. Darba izmaksas dimanta instrumentu nozarē pieaug, pat apdraudot nozares attīstību. Automatizēta cietlodēšana ir izplatīta nozares vajadzība. Visi produkti ar lieliem ražošanas apjomiem virzās uz automatizētu cietlodēšanu. Pašlaik Automatizēta zāģu lāpstiņu cietlodēšana kļūst arvien nobriedusi, un nenovēršami ir automatizēts cietlodēšanas aprīkojums citiem produktiem.

 

Zaļā ražošana ietver emisiju samazināšanu, materiālu saglabāšanu, energoefektivitātes uzlabošanu un enerģijas patēriņa samazināšanu. Dimanta rīku cietlodēšana ir strauji progresējusi materiālu patēriņa un enerģijas saglabāšanas samazināšanā, taču progress ir lēnāks, pieņemot bez kadmija un plūsmas korpusu cietlodēšanas pildvielu metālus un samazinot plūsmas izmantošanu. Dimanta rīki (piemēram, urbšanas gabali, cērtes, zāģa asmeņi un griešanas rīki) ir izkliedējoši produkti. Normālas darbības laikā cietlodēšanas pildvielas metāls noplūst. Elementus, piemēram, svinu un kadmiju, pildvielā var izdalīt gaisā, augsnē un ūdenī, piesārņojot vidi. Dažus elementus var uzņemt cilvēki, potenciāli kaitējot cilvēku veselībai.

 

Apvienotie cietlodēšanas procesi, ieskaitot liesmu indukciju, indukcijas apšuvumu un krāsns indukcijas uzliesmojumu, dod iespēju ātri, visu pozīciju zarnu cietlodēt. Tas saīsina cietlodēšanas laiku, uzlabo instrumentu izturību un uzticamību, kā arī pagarina instrumentu dzīvi.

 

Kvalitātes uzlabošana prasa ilgāku cietlodēto locītavu noguruma kalpošanas laiku, un brāzes šuves defekti ir galvenais faktors, kas ietekmē noguruma dzīvi. Tāpēc, palielinoties superhard instrumentu dzīvei, arvien pieaug pieprasījums nepārtraukti samazināt brake šuves defektus un uzlabot cietlodētu locītavu kvalitāti. Ja cietlodēšanas materiāli un procesi ir piemēroti, aizpildīšanas metāla tīrība ir galvenais faktors, kas ietekmē defektu veidošanos.

 

Ekonomika ir mūžīgais ražošanas nozares pieprasījums. Zema sudraba lodēšana, vara bāzes lodēšana, salikta cietlodēšana un saliekamais lodētājs ir lodēšanas izmaksu ietaupīšanas galvenie virzieni; Efektīva cietlodēšanas process un augstas ticamības cietlodēšanas tehnoloģija ir vēl viens veids, kā samazināt cietlodēšanas izmaksas.

 

 

(1) Dimanta rīki ir dažāda veida, un cietlodēšanas tehnoloģija ir galvenā tehnoloģija dažādu rīku ražošanā.

(2) Sazarojuma tehnoloģijai ir četri galvenie pielietojumi dimanta instrumentu ražošanā: difūzijas cietlodēšana griezēja galvas saķepināšanā, griezēja galvas cietums, viena slāņa dimanta rīks cietlodēšana un PDC rīka cietlodēšana.

(3) Iepriekš sakārtots pulveris ir efektīvs veids, kā uzlabot dimanta griezēju galviņu visaptverošo veiktspēju. Aktīvs iepriekš sakārtots pulveris var sinerģiski uzlabot dimanta instrumentu asumu un kalpošanas laiku.

(4) Galvenā Diamond Cutter Heads cietlodēšanas tehnoloģija ir personalizēts cietlodēšanas pildvielas metāls un efektīvs cietlodēšanas process. Galvenā tehnoloģija PDC rīku cietlodēšanai ir augstas kvalitātes cietlodēšanas pildviela. Galvenā vienslāņu dimanta instrumentu cietlodēšanas tehnoloģija ir aprīkojums un cietlodēšanas pildviela.

(5) Dimanta rīku cietlodēšana attīstās, lai iegūtu automatizāciju, zaļumu, procesu integrāciju, kvalitātes uzlabošanu un ekonomiku.