Общие сведения о паяных алмазных инструментах

Алмаз обладает превосходными свойствами, такими как чрезвычайно высокая твердость, высокая износостойкость, высокая теплопроводность и низкий коэффициент теплового расширения, что делает его лучшим материалом для изготовления режущих и шлифовальных инструментов. Алмазный инструмент — наиболее часто используемый инструмент для обработки твердых и хрупких материалов резанием, шлифованием и другими методами. В зависимости от метода обработки их можно разделить на такие типы, как сверлильные инструменты, пильные инструменты и шлифовальные инструменты.

 

 

Пайка и гальваника — два широко используемых процесса производства алмазных инструментов.

 

В алмазных инструментах с гальваническим покрытием частицы алмаза на поверхности не образуют химико-металлургической связи с присадочным материалом. Пространство для стружки невелико, а абразивные частицы склонны отслаиваться под действием силы, что приводит к ухудшению самозатачивающихся-свойств.

 

Паяные алмазные инструменты заменяют традиционные одно-алмазные инструменты с гальваническим покрытием. Они изготавливаются путем нагревания при высоких температурах для плавления припоя с использованием расплавленного жидкого сплава для образования химико-металлургической связи между алмазом и подложкой. Это обеспечивает высокопрочное-соединение между алмазом, припоем из сплава и основным металлом, обеспечивая такие преимущества, как тонкий связующий слой, высокий выступ абразивных частиц, большое пространство для стружки и устойчивость к отслоению абразивных частиц. Это позволяет им соответствовать требованиям эффективной обработки трудных--материалов, таких как камень, керамика и твердый сплав.

 

 

Из-за сложности смачивания поверхности алмаза обычно используемыми металлическими припоями паяемость алмаза крайне плохая. В настоящее время для улучшения паяемости между алмазом и металлом в основном используются методы активной пайки металла или металлизации поверхности алмаза.

 

Активная пайка металла:

Для алмазной пайки под пайкой активным металлом подразумевают добавление в припой активных элементов (обычно сильных карбидообразующих элементов), таких как Ti, Zr, Cr, V и т. д. В результате химических реакций образуются карбиды, обеспечивающие металлургическое соединение между алмазом и припоем, а затем соединение алмаза с металлической подложкой через металлический припой. Интерфейс паяного алмазного соединения показан на рисунке 1.

 

Рис. 1. Интерфейс паяного алмазного соединения

 

Обработка алмазной поверхности металлизацией
Поверхность алмаза подвергается активационной обработке металла, чтобы придать поверхности свойства,-подобные металлу, что способствует лучшему соединению между алмазом и металлическим припоем. Металлизация поверхности в основном включает в себя химическое осаждение с последующим гальванопокрытием, вакуумное испарение, плазменное напыление, магнетронное распыление, химическое осаждение из паровой фазы, физическое осаждение из паровой фазы и механическое покрытие. Чаще используется химическое нанесение покрытия с последующей гальванопокрытием и вакуумным испарением. Для металлизации обычно выбирают высокореактивные металлы, такие как Ti, Cr, W и Mo. Металлическое покрытие облегчает металлургическую связь между алмазом и подложкой и может улучшить силу удержания подложки алмазного инструмента на алмазных частицах.

 

(1) В процессе пайки можно добавлять различные сплавы и различные металлические частицы для достижения оптимальных результатов для паяного соединения;
(2) Прочность алмаза под различными припоями можно регулировать, контролируя температуру. Различные температуры пайки влияют на реакционный слой между припоем и основным материалом. Чем толще реакционный слой, тем меньше градиент температурных напряжений и выше прочность соединения; однако, с другой стороны, чем толще реакционный слой, тем больше напряжение несоответствия теплового расширения и тем больше склонность к растрескиванию.

 

 

(1) Припой должен иметь хорошую смачиваемость и прочность сцепления как с алмазом, так и с материалом матрицы;
(2) Выбор припоя и процесса пайки должен обеспечивать стабильность алмаза, чтобы уменьшить или избежать эрозии алмаза припоем;
3. В качестве припоя следует выбирать металл (сплав) с низкой температурой плавления и коэффициентом теплового расширения, близким к алмазу. Следует также рассмотреть возможность добавления определенных активных элементов для улучшения смачиваемости и сродства с алмазом, обеспечивая тем самым как эффективное соединение алмаза, так и соответствие требованиям к механическим характеристикам материала матрицы.

 

 

 

Для сравнения производительности обработки были подготовлены три комплекта гальванических шлифовальных головок и напаянных шлифовальных головок с одинаковым типом и размером припоя и абразива. Затем их использовали для обработки пластин из глиноземной керамики и сравнивали срок их службы. Было замечено, что срок службы паяных алмазных шлифовальных головок более чем в три раза превышает срок службы гальванических шлифовальных головок. Кроме того, паяные шлифовальные головки показали меньше разрушения и осыпания абразивных частиц, а также не произошло отслаивания слоя припоя, что демонстрирует превосходные характеристики обработки паяных алмазных инструментов.

 

 

 

Это наши тщательно отобранные знания о пайке алмазных инструментов, и это одно из очень профессиональных объяснений знаний в нашем лекционном зале по алмазным инструментам. Если вам нужен паяный алмаз по индивидуальному заказу, пожалуйста, оставьте свою контактную информацию для производства.

Свяжитесь сейчас