Rollene til ulike elementer i bindemiddelet til diamantsagblader

Diamantsagblader er laget ved å sveise diamantsegmenter til en base (stålkropp). Diamantsegmentene er laget av fine diamantslipende partikler og metallpulver under høy temperatur og høyt trykk. En av faktorene som påvirker ytelsen til diamantsegmenter og sagblader er metallelementene i diamantsegmentenes bindemiddel.

Denne artikkelen, basert på over tjue års erfaring med produksjon av diamantverktøy, analyserer kort rollen til forskjellige elementer i bindemiddelet til diamantsagbladsegmenter.

 

 

Kobber og kobber-baserte legeringer er de mest brukte metallene i metallbindemidler til diamantverktøy, med elektrolytisk kobberpulver som det vanligste. Kobber og kobber-baserte legeringer har lave sintringstemperaturer, god formbarhet og sintringsevne, og god gjensidig løselighet med andre grunnstoffer. Selv om kobber knapt fukter diamant, kan legeringer av kobber med visse elementer betydelig forbedre fuktbarheten til diamant. For eksempel kan kobberlegeringer laget med et av de karbiddannende-elementene som Cr, Ti, W, V og Fe i stor grad redusere fuktingsvinkelen til kobberlegeringen til diamant. Kobber kan danne ulike faste løsninger med nikkel, kobolt, mangan, tinn og sink, og styrker matrisemetallet.

 

 

 

Tinn er et element som reduserer overflatespenningen til flytende legeringer og har den effekten å redusere fuktingsvinkelen til flytende legeringer til diamant. Det er et element som forbedrer fuktingen av bindemetallet til diamant, kan senke smeltepunktet til legeringen og forbedre pressformbarheten. Derfor er Sn mye brukt i bindemidler, men bruken er noe begrenset på grunn av dens store termiske utvidelseskoeffisient.

 

 

I diamantverktøy har Zn og Sn mange likheter, som lavt smeltepunkt og god deformerbarhet. Zn er imidlertid ikke like effektiv som Sn når det gjelder å endre fuktbarheten til diamant. Metallisk Zn har et høyt damptrykk og fordampes lett, så mengden Zn som brukes bør kontrolleres nøye.

 

 

 

Aluminium er et utmerket lettmetall og et godt deoksideringsmiddel. Ved 800 grader er fuktingsvinkelen for Al til diamant 75 grader, og ved 1000 grader er fuktevinkelen 10 grader. Tilsetning av aluminiumspulver til bindemiddelet til diamantverktøy kan danne karbider Ti3AlC og intermetalliske forbindelser TiAl i matriselegeringen.

 

 

Jern har en dobbel rolle i bindemidler: for det første danner det sementittkarbider med diamant; for det andre legeres den med andre elementer for å styrke matrisen. Jern har bedre fuktbarhet til diamant enn kobber og aluminium, og dets adhesjon til diamant er høyere enn kobolt. Dessuten er oppløsning av en passende mengde karbon i den Fe-baserte legeringen gunstig for dens binding med diamant. Det vil si at moderat etsing av diamanten av den Fe-baserte legeringen kan øke bindingskraften mellom bindemiddelet og diamanten. I den faktiske produksjonen viser bruddoverflaten til sagbladet generelt ikke glatt, eksponert diamant, men snarere et lag av legering som dekker det, som er en manifestasjon av den forsterkede bindekraften.

 

 

Co og Fe er begge overgangselementer med lignende egenskaper. Under spesifikke forhold kan Co danne karbidet Co2C med diamant og dekke diamantoverflaten med en ekstremt tynn koboltfilm. Dermed kan Co redusere grenseflatespenningen med diamant og har en sterk adhesjon til diamant i væskefasen, noe som gjør Co til et utmerket bindemateriale.

 

 

Nikkel har en ansiktssentrert kubisk struktur, god duktilitet, seighet og oksidasjonsmotstand. Den er uendelig blandbar med kobber. Nikkel er et element som fremmer austenitisering og kan utvide -faseregionen. Den reagerer med karbon med vanskeligheter, og grensesnittreaksjonen med diamant forekommer nesten ikke under høy-temperatursintring. Flytende Ni kan imidlertid feste seg til overflaten av karbonfibre, og danner en ekstremt tynn film.

 

I diamantverktøybindere er Ni et uunnværlig element. I Cu-baserte legeringer gir tilsetning av Ni uendelig blandbarhet med Cu, styrker matriselegeringen, hindrer tap av lav-smeltepunkt-metaller og øker seighet og slitestyrke. Tilsetning av Ni og Cu til Fe-baserte legeringer kan senke sintringstemperaturen, redusere den termiske erosjonen av diamanten av bindemetallet, og å velge passende proporsjoner av Fe og Ni kan i stor grad forbedre holdekraften til det Fe-baserte bindemidlet på diamanten.

 

 

I metallbindemidler har mangan en lignende effekt som jern, men det har sterkere penetrerings- og deoksidasjonsevne og oksideres lett. Vanligvis er mengden av tilsatt Mn ikke høy, og den har funksjonene deoksidasjon og styrking av matrisen.

 

 

 

Krom er et sterkt karbiddannende-element. I matrisen av diamantrillede sagblad kan krom spille en lyddempende rolle, som er relatert til aktiveringsenergien til Cr. Tilsetning av en liten mengde Cr til en Cu-basert matrise kan redusere fuktingsvinkelen til den kobber-baserte legeringen til diamant og forbedre bindingsstyrken mellom den kobber-baserte legeringen og diamanten.

 

 

Titan er et sterkt karbiddannende-element som lett oksideres og vanskelig å redusere. I nærvær av oksygen danner Ti fortrinnsvis TiO i stedet for TiC. Metallisk titan er et godt strukturelt materiale, som har egenskaper som minimal styrkereduksjon ved høye temperaturer, varmebestandighet, korrosjonsbestandighet og høyt smeltepunkt. Studier har vist at tilsetning av en passende mengde titan til diamantsagbladmatrisen er gunstig for å forbedre levetiden til sagbladet.

 

 

Wolfram er et sterkt karbiddannende-element og kan brukes som rammemateriale. Avsetning av en viss mengde wolframpulver på diamantoverflaten, etter sintring, danner WC, W₃Co₃V og W₄Co₂C på diamantoverflaten. Wolfram har god kompatibilitet med andre bindemetaller som Cu, Co, Ni og Fe.

 

 

 

 

Sjeldne jordartselementer kan effektivt senke smeltepunktet til legeringen; La og Ce har sterke deoksiderende, desulfuriserende og deammonierende effekter, og hemmer segregeringen av oksider, sulfider og nitrider ved grenseflaten; de kan forbedre bøyestyrken til materialet; i høye-Co- eller rene Co-matriser er tilsetningen av det sjeldne jordartelementet Ce fordelaktig for å forbedre de mekaniske egenskapene til matrisen, og å tilsette en liten mengde Ce (omtrent 0,12 vekt%) til en bronse-basert matrise kan oppnå gode resultater.

 

 

 

Silisium har en lineær ekspansjonskoeffisient nær diamantens, lavere enn andre metaller; den viser mindre volumeffekter under oppvarming og avkjøling; silisium har god kompatibilitet med diamant; silisium kan senke smeltepunktet til legeringen og har sterk deoksiderende evne.

Quanzhou Huice Company har over tjue års erfaring i produksjon, produksjon og forskning og utvikling av diamantverktøy, som spesialiserer seg på produksjon av forskjellige diamantverktøy.

Ta kontakt nå