Risinājumi viena slāņa dimanta rīku cietlodēšanai

Vienslāņu dimanta rīku cietlodēšanas statusa kopsavilkums un analīze:
1. Pētījumi par sakausējumu cietlodēšanu 
1.1. Niķeļa bāzes sakausējumi

• Plaši izmantoti, piemēram, Ni-CR sakausējumi (kas satur Cr, Si, B un citus elementus), izmantojot augstfrekvences indukciju vai vakuuma cietlodēšanu (1050 grādu -1100 grāds, siltuma saglabāšana vairākas sekundes līdz vairākām minūtēm), saskarne rada karbīdus, piemēram, cr₃c₂ un cr₇c₃, kas ievērojami uzlabo saites stiprumu.
• Šveice izmanto liesmas izsmidzināšanu apvienojumā ar argona ekranētu cietlodēšanu, un Vācija pārbauda, ​​vai tās slīpēšanas efektivitāte ir vairāk nekā 3,5 reizes lielāka par galvanizācijas instrumentiem. -
• Nanjingas aeronautikas un astronautikas universitāte Ķīnā apstiprināja, ka karbīda slānis ir atslēga, kas saistīta ar saskares reakcijas analīzi.

 

1.2. Sudraba bāzes sakausējumi

• Ag-Cu-Ti cietlodēšanas pildviela (piemēram, Ag67%-CU20%-ti12%) rada TIC slāni vakuuma cietlodē, un saistīšanas stiprums sasniedz 133MPa (Harbin Tehnoloģiju institūts).
• Ag-Cu sakausējumus ar pievienotu CR var cietināt gaisā, un cr₃c₂ tiek ģenerēts saskarnē, lai izvairītos no dimantu grafitizācijas augstā temperatūrā (Nanjingas aeronautikas universitāte un astronautika).

 

1.3 vara sakausējumi

• Cu-Sn-Ti-ZR un citi sakausējumi veido daudzslāņu struktūras, izmantojot vakuuma cietlodēšanu (930 ° C). Xi'an Jiaotong University mājās gatavotajam vara cietlodēšanas materiālam ir zema cietlodēšanas temperatūra, tā samazina abrazīvo daļiņu termiskos bojājumus un tam ir plašāka pielāgošanās.
• Taivānas universitāte salīdzināja vakuuma un lāzera cietlodēšanu un atklāja, ka vakuuma apstākļi veido nepārtrauktas TIC plēves, savukārt lāzera procesi rada tikai pārtrauktus slāņus.

 

2. Nelietošanas process un parametru optimizācija 
2.1procesa metode

• Augstas frekvences indukcijas cietlodēšana: Ātrs ātrums (vairākas sekundes līdz desmitiem sekunžu), kas piemērota sakausējumiem, kas balstīti uz niķeļiem, prasa argonu vai vietējo gāzes aizsardzību.
• Vakuuma krāsns cietlodēšana:Precīza temperatūras kontrole (piemēram, 920 ° C -1000 ° C, 10-25 minūtes) izolācija), pietiekama interfeisa reakcija un dimanta aizsardzība no oksidācijas.
• Lāzera cietlodēšana: Eksperimenti Taivānas universitātē parāda, ka tas ir ļoti efektīvs (pabeigts 10 sekundēs), bet interfeisa karbīda slāņa nepārtrauktība ir slikta.

 

 

 

2.2 Galvenie parametri

• Temperatūra: Pārāk augsts novedīs pie dimanta grafitizācijas (piemēram, Ag-Cu-Ti lodēšanai ir vislabākā savienojuma stiprība 940 ° C temperatūrā).
• Karstuma laiks: Uz CR balstītiem sakausējumiem ir nepieciešams īsāks laiks (6-30 sekundes), lai novērstu pārmērīgu difūziju; Lai nodrošinātu pietiekamu interfeisa reakciju, vara sakausējumiem ir vajadzīgas 10 minūtes.
• Aizsargājoša atmosfēra: Argons vai vakuums (0. 2PA -6 × 10⁻³pa) var samazināt oksidāciju un uzlabot mitrumu.

 

3. Interfeisa reakcija un saistīšanas mehānisms

• Pārejas metāli (Ti, Cr) reaģē ar dimanta virsmu, veidojot karbīda slāni (cr₃c₂, tic utt.), Veidojot metalurģisku saiti.
• Galvenais ir CR difūzija un bagātināšana ar niķeļa bāzes lodēšanu, savukārt sudraba bāzes lodētājs paļaujas uz aktīvo TI reakciju.
• Karbīdu morfoloģija interfeisā ietekmē sasaistes izturību. Piemēram, šāviena formas cr₇c₃ un pārslu cr₃c₂ ir atšķirīga ietekme uz savienošanas stabilitāti.

 

4. Abrazīvas graudu optimizācijas izkārtojuma tehnoloģija
4.1 Mērķis:

Palieliniet mikroshēmas telpu, samaziniet slīpēšanas temperatūru un pagariniet instrumenta kalpošanas laiku (piemēram, optimizēts izvietojums var samazināt dimanta daudzumu un dubultot griešanas ātrumu).

 

4.2 Ievērošanas metode

• Replikācijas tehnoloģija: SI veidņu nospiedumi mikroporu nogulsnētā dimanta plēve, kas piemērota maza izmēra abrazīviem.
• Apvalka pelējuma sadales metode: ugunsizturīga pārklājuma iepriekš iestatītie caurumi, lai piepildītu cietlodēšanas materiālu un abrazīvos graudus, kas piemēroti sarežģītiem izliektiem virsmas instrumentiem.
• Lāzera ātra prototipēšana: izmantojiet CAD datu lāzera skenēšanu fiksēta punkta cietlodēšanai ar augstām precizitātēm, bet augstām izmaksām.

 

5. Veiktspējas salīdzinājums un lietojumprogrammas efekts

• Salīdzinot ar galvanizācijas un saķepināšanas instrumentiem, breldētu instrumentu abrazīvo graudu iedarbības augstums ir lielāks (līdz 70%), tiek uzlabota savienojuma stiprība, un dimanta izliešanas ātrums ir ievērojami samazināts.

 

5.1. Pārbaudes gadījumi:

• Brazdēto dimantu slīpēšanas riteņu kalpošanas laiks ir vairāk nekā 3 reizes lielāks nekā galvanizētiem slīpēšanas riteņiem, un augstas efektivitātes slīpēšanas temperatūra tiek samazināta par 30%-50%.
• Vienslāņa zāģēto lāpstiņu efektivitāte granīta apstrādē ir 4,9 reizes lielāka nekā galvanizētajiem instrumentiem.

 

 

6. Pašreizējie izaicinājumi un nākotnes virzieni
6.1 Apstrādes grūtības:

• Augstas veiktspējas kontrole masveida ražošanas stabilitātei, smalkgraudainu abrazīvu daļiņu (piemēram, mikro-poderes klases dimanta vienmērīgs sadalījums).

 

6.2 Pētījuma norādījumi:

• Brazdēšanas materiāla sastāva uzlabošana (piemēram, retzemju elementu pievienošana mitruma regulēšanai).
• Automatizēta ražošana (strauji prototipēšana, abrazīvu automātiskās vienošanās aprīkojuma pētīšana un izstrāde).
• Paplašiniet pielietojuma zonas (piemēram, naftas urbšanas gabalus, precīzu keramikas apstrādi utt.).

 

Pētniecības secinājums
Sazarojuma tehnoloģija ievērojami uzlabo viena slāņa dimanta rīku veiktspēju, izmantojot interfeisu ķīmisko metalurģisko savienošanu. Niķelē balstītus, sudraba bāzes un vara bāzes cietlodēšanas materiālus katram ir savas priekšrocības.

 

Nākotnē ir jāpārvar liela mēroga ražošanas grūtības, jāapvieno abrazīvas izkārtojuma optimizācija ar jaunu cietlodēšanas materiālu izstrādi un veicina tā plaši izplatīto pielietojumu efektīvas apstrādes jomā.