1.Какова роль каждого элемента в связующем матрице алмазной пилы?
Роль меди: Медь и сплавы на ее основе являются наиболее часто используемыми металлами в алмазных инструментах с металлической связкой, причем наиболее часто используется электролитический медный порошок.Медь и сплавы на ее основе так широко используются, потому что связующие на основе меди обладают удовлетворительными комплексными свойствами: более низкой температурой спекания, хорошей формуемостью и спекаемостью, а также смешиваемостью с другими элементами.Хотя медь почти не смачивает алмазы, некоторые элементы и медные сплавы могут значительно улучшить их смачиваемость по отношению к алмазам.Один из элементов, таких как Cr, Ti, W, V, Fe, образующих медь и карбиды, можно использовать для изготовления медных сплавов, что позволяет значительно уменьшить угол смачивания медных сплавов алмазами.Растворимость меди в железе невысока.Если в железе содержится избыточное количество меди, это резко снижает жарообработку и вызывает растрескивание материала.Медь может образовывать различные твердые растворы с никелем, кобальтом, марганцем, оловом и цинком, укрепляя основной металл.
Функция олова: Олово является элементом, который снижает поверхностное натяжение жидких сплавов и оказывает влияние на уменьшение угла смачивания жидких сплавов алмазами.Это элемент, улучшающий смачивание связанных металлов на алмазах, снижающий температуру плавления сплавов и улучшающий формуемость при прессовании.Поэтому Sn широко используется в клеях, но его применение ограничено из-за большого коэффициента расширения.
Роль цинка: в алмазных инструментах Zn и Sn имеют много общего, например, низкую температуру плавления и хорошую деформируемость, в то время как Zn не так хорошо изменяет смачиваемость алмаза, как Sn.Давление паров металлического Zn очень велико, и его легко газифицировать, поэтому важно обращать внимание на количество Zn, используемого в связках для алмазных инструментов.
Роль алюминия: Металлический алюминий — превосходный легкий металл и хороший раскислитель.При 800 ℃ угол смачивания Al алмазом составляет 75°, а при 1000 ℃ угол смачивания 10°.Добавление алюминиевого порошка в связку алмазного инструмента может привести к образованию в матричном сплаве карбидной фазы Ti Å AlC и интерметаллида TiAl.
Роль железа: железо играет двойную роль в связующем: одна заключается в образовании науглероженных карбидов с алмазами, а другая – в сплаве с другими элементами для укрепления матрицы.Смачиваемость железа и алмаза лучше, чем у меди и алюминия, а работа адгезии между железом и алмазом выше, чем у кобальта.Когда соответствующее количество углерода растворено в сплавах на основе железа, это будет полезно для их связи с алмазами.Умеренное травление алмазов сплавами на основе железа может увеличить силу связи между связкой и алмазом.Поверхность излома не гладкая и оголенная, а покрыта слоем сплава, что является признаком повышенной силы сцепления.
Роль кобальта: Co и Fe относятся к элементам переходной группы и многие характеристики схожи.Co может образовывать с алмазом карбид Co₂C при определенных условиях, а также образовывать чрезвычайно тонкую пленку кобальта на поверхности алмаза.Таким образом, Co может снизить внутреннее межфазное натяжение между Co и алмазом и обладает значительной адгезией к алмазу в жидкой фазе, что делает его отличным связующим материалом.
Роль никеля: В связке алмазного инструмента Ni является незаменимым элементом.В сплавах на основе меди добавление Ni может бесконечно растворяться с медью, усиливать матричное легирование, подавлять потери металла с низкой температурой плавления и повышать ударную вязкость и износостойкость.Добавление Ni и Cu в сплавы Fe может снизить температуру спекания и уменьшить термическую коррозию связанных металлов на алмазах.Выбор подходящей комбинации Fe и Ni может значительно улучшить удерживающую способность связующих на основе Fe на алмазах.
Роль марганца: в металлических связующих марганец оказывает такое же действие, что и железо, но обладает сильной проницаемостью и способностью к деоксигенации, а также склонен к окислению.Количество добавляемого Mn обычно невелико, и основное внимание уделяется использованию Mn для раскисления во время спекания-легирования.Оставшийся Mn может участвовать в легировании и укреплении матрицы.
Роль хрома: Металлический хром является сильным карбидообразующим элементом, а также широко используемым элементом.В матрице пильного полотна с алмазной канавкой содержится достаточно хрома, чтобы обеспечить эффект шумоглушения, который связан с энергией активации Cr.Добавление небольшого количества Cr в матрицу на основе меди может уменьшить угол смачивания сплава на основе меди по отношению к алмазу и улучшить прочность связи сплава на основе меди с алмазом.
Роль титана: Титан является сильным карбидообразующим элементом, который легко окисляется и трудно восстанавливается.В присутствии кислорода Ti преимущественно генерирует TiO2 вместо TiC.Металлический титан является хорошим конструкционным материалом, обладающим высокой прочностью, меньшим снижением прочности при высоких температурах, термостойкостью, коррозионной стойкостью и высокой температурой плавления.Исследования показали, что добавление соответствующего количества титана в матрицу алмазной пилы полезно для увеличения срока службы пильного полотна.
2.Почему корпус пильного полотна должен соответствовать режущему камню?
Основными способами дробления горных пород в процессе пильного резания являются разрыв и дробление, а также крупнообъемный сдвиг и дробление, дополненные поверхностным шлифованием.Алмаз с зубчатой рабочей поверхностью, служащий режущим инструментом.Его режущая кромка — это зона экструзии, зона резки — перед кромкой, а зона шлифования — на задней кромке.При высокоскоростной резке алмазные частицы работают на опору матрицы.В процессе огранки камня, с одной стороны, алмаз подвергается графитизации, фрагментации и отслоению из-за высокой температуры, возникающей в результате трения;С другой стороны, матрица изнашивается в результате трения и эрозии камней и каменного порошка.Таким образом, вопрос совместимости пильных полотен и камня на самом деле является вопросом скорости износа между алмазом и матрицей.Характеристика нормально работающего инструмента заключается в том, что потеря алмаза соответствует износу матрицы, сохраняя алмаз в нормальном состоянии режущей кромки, без преждевременного отслоения, гладкого и скользкого шлифования алмаза, обеспечивая полное использование его шлифовального эффекта. во время работы, в результате чего большее количество алмазов оказывается в слегка изломанном и изношенном состоянии.Если прочность и ударопрочность выбранного алмаза будут слишком низкими, это приведет к явлению «бритья», срок службы инструмента будет низким, пассивация будет сильной, и даже пиление не будет двигаться;Если выбраны слишком высокопрочные абразивные частицы, режущая кромка абразивных частиц окажется в уплощенном состоянии, что приведет к увеличению силы резания и снижению эффективности обработки.
(1) Когда скорость износа матрицы превышает скорость износа алмаза, это приводит к чрезмерному резанию алмаза и преждевременному отслоению.Износостойкость корпуса пильного полотна слишком низкая, а срок службы пильного полотна короткий.
(2) Когда скорость износа матрицы меньше, чем у алмаза, новый алмаз не легко обнажается после износа алмазной режущей кромки, зубцы не имеют режущей кромки или режущая кромка очень низкая, поверхность зубцы пассивированы, скорость резки низкая, обрезная доска может легко упасть, что повлияет на качество обработки.
(3) Когда скорость износа матрицы равна скорости износа алмаза, это отражает совместимость матрицы с ограненным камнем.
Время публикации: 11 августа 2023 г.