1.Яка роль кожного елемента в зв’язувальній частині матриці алмазної пили?
Роль міді: мідь і сплави на основі міді є найбільш часто використовуваними металами в алмазних інструментах для зв’язування металу, при цьому найчастіше використовується електролітичний мідний порошок.Мідь і сплави на основі міді настільки широко використовуються, тому що сполучні на основі міді мають задовільні комплексні властивості: нижчу температуру спікання, хорошу здатність до формування та спікання, а також змішуваність з іншими елементами.Хоча мідь майже не змочує алмази, певні елементи та мідні сплави можуть значно покращити їхню змочуваність щодо алмазів.Один із таких елементів, як Cr, Ti, W, V, Fe, які утворюють мідь і карбіди, можна використовувати для виготовлення мідних сплавів, які можуть значно зменшити кут змочування мідних сплавів на алмазах.Розчинність міді в залізі не висока.Якщо в чавуні є надлишок міді, це різко знижує термічну оброблюваність і викликає розтріскування матеріалу.Мідь може утворювати різні тверді розчини з нікелем, кобальтом, марганцем, оловом і цинком, зміцнюючи метал матриці.
Функція олова: олово — це елемент, який зменшує поверхневий натяг рідких сплавів і впливає на зменшення кута змочування рідких сплавів на алмазах.Це елемент, який покращує змочування скріплених металів на алмазах, знижує температуру плавлення сплавів і покращує формувальність при пресуванні.Таким чином, Sn широко використовується в клеях, але його використання обмежене через його великий коефіцієнт розширення.
Роль цинку: в алмазних інструментах Zn і Sn мають багато подібностей, наприклад низьку температуру плавлення та хорошу здатність до деформації, тоді як Zn не так добре змінює змочуваність алмазу, як Sn.Тиск парів металевого Zn дуже високий, і його легко газифікувати, тому важливо звернути увагу на кількість Zn, що використовується в зв’язуючих для алмазних інструментів.
Роль алюмінію: металевий алюміній є відмінним легким металом і хорошим розкислювачем.При 800 ℃ кут змочування Al на алмазі становить 75 °, а при 1000 ℃ кут змочування становить 10 °.Додавання алюмінієвої пудри до зв’язуючого алмазного інструменту може утворювати в матричному сплаві карбідну фазу Ti Å AlC та інтерметалід TiAl.
Роль заліза: залізо відіграє подвійну роль у зв’язувальній речовині: одна полягає у формуванні навуглецьованих карбідів з алмазами, а інша – у сплаві з іншими елементами для зміцнення матриці.Змочуваність заліза та алмазу краща, ніж у міді та алюмінію, а адгезія між залізом та алмазом вища, ніж у кобальту.Коли відповідна кількість вуглецю розчиняється в сплавах на основі Fe, це буде сприятливо для їх зв’язування з алмазами.Помірне травлення алмазів сплавами на основі Fe може збільшити силу зв’язку між зв’язком і алмазом.Поверхня зламу не гладка і гола, а вкрита шаром сплаву, що є ознакою підвищеної сили з’єднання.
Роль кобальту: Co і Fe належать до елементів перехідної групи, і багато характеристик подібні.Co може утворювати карбід Co₂C з алмазом за певних умов, водночас поширюючи надзвичайно тонку плівку кобальту на поверхні алмазу.Таким чином Co може зменшити внутрішній міжфазний натяг між Co та алмазом і має значну адгезію до алмазу в рідкій фазі, що робить його чудовим сполучним матеріалом.
Роль нікелю: Ni є незамінним елементом у зв'язувальній частині алмазних інструментів.У сплавах на основі міді додавання нікелю може нескінченно розчинятися разом із міддю, зміцнювати легування матриці, пригнічувати втрату металу з низькою температурою плавлення та підвищувати міцність і зносостійкість.Додавання Ni та Cu до сплавів Fe може знизити температуру спікання та зменшити термічну корозію зв’язаних металів на алмазах.Вибір відповідної комбінації Fe та Ni може значно покращити утримувальну здатність сполучних на основі Fe на алмазах.
Роль марганцю: у зв’язуючих речовинах для металів марганець має подібну дію до заліза, але має сильну проникність і здатність до дезоксигенації та схильний до окислення.Кількість додавання Mn, як правило, невисока, і головним міркуванням є використання Mn для розкислення під час спікання легування.Залишок Mn може брати участь у легуванні та зміцнювати матрицю.
Роль хрому: металевий хром є сильним карбідоутворюючим елементом, а також широко використовуваним елементом.У матриці пильного полотна алмазної канавки міститься достатня кількість хрому для ефекту послаблення звуку, який пов’язаний з енергією активації Cr.Додавання невеликої кількості Cr до матриці на основі Cu може зменшити кут змочування сплаву на основі міді з алмазом і покращити міцність з’єднання сплаву на основі міді з алмазом.
Роль титану: Титан є сильним карбідоутворюючим елементом, який легко окислюється та важко відновлюється.У присутності кисню Ti переважно генерує TiO2 замість TiC.Металевий титан є хорошим конструкційним матеріалом із високою міцністю, меншим зниженням міцності при високих температурах, термостійкістю, стійкістю до корозії та високою температурою плавлення.Дослідження показали, що додавання відповідної кількості титану до матриці алмазного пильного полотна є корисним для покращення терміну служби пильного полотна.
2.Чому корпус пильного полотна має відповідати ріжучому каменю?
Основними методами дроблення гірських порід у процесі різання пильного полотна є руйнування та дроблення, а також зсув великого об’єму та дроблення, доповнене поверхневим шліфуванням.Алмаз із зубчастою робочою поверхнею, який служить ріжучим інструментом.Його ріжуча кромка - це зона екструзії, зона різання - перед краєм, а зона шліфування - на задньому краю.При високошвидкісному різанні частинки алмазу працюють на опорі матриці.У процесі різання каменю, з одного боку, алмаз зазнає графітизації, фрагментації та відшарування через високу температуру, що виникає внаслідок тертя;З іншого боку, матриця зношується внаслідок тертя та ерозії каменів і кам’яного порошку.Таким чином, питання адаптивності між пильними полотнами та скелями насправді є питанням швидкості зношування між алмазом і матрицею.Характеристика інструменту, який нормально працює, полягає в тому, що втрата алмазу відповідає зносу матриці, зберігаючи алмаз у нормальному стані ріжучої кромки, ні передчасного від’єднання, ні гладкого та слизького шліфування алмазу, гарантуючи, що його ефект шліфування повністю використовується під час роботи, що призводить до того, що більше алмазів перебувають у злегка зламаному та зношеному стані.Якщо міцність і ударостійкість вибраного алмазу занадто низькі, це призведе до явища «голення», і термін служби інструменту буде низьким, пасивація буде сильною, і навіть пиляння не рухатиметься;Якщо обрані абразивні частинки з надмірною міцністю, ріжуча кромка абразивних частинок буде виглядати сплющеною, що призведе до збільшення сили різання та зниження ефективності обробки.
(1) Коли швидкість зношування матриці більша, ніж у алмазу, це призводить до надмірного різання алмазу та передчасного від’єднання.Зносостійкість корпусу пильного полотна занадто низька, а термін служби пилкового полотна короткий.
(2) Коли швидкість зношування матриці менша, ніж у алмазу, новий алмаз не легко оголити після того, як алмазна ріжуча кромка зношена, зубці не мають ріжучої кромки або ріжуча кромка дуже низька, поверхня зубці пасивовані, швидкість різання повільна, і легко спричинити падіння дошки, що впливає на якість обробки.
(3) Коли швидкість зношування матриці дорівнює швидкості зношування алмазу, це відображає сумісність матриці з огранованим каменем.
Час публікації: 11 серпня 2023 р