Puncte de cunoștințe ale instrumentelor cu diamante de brazare (partea 2)

Cuvinte cheie: instrumente cu diamante, diamante, materiale de brazare, tehnologie de brazare, aplicarea tehnologiei de brazare în instrumente de diamant

 

În articolul precedent, am explorat aplicarea tehnologiei de brațare în instrumentele cu diamante. Să continuăm cu următorul articol.

Articolul anterior acoperă:

1. Instrumente cu diamante și clasificările lor

2. Forme de conexiuni cu diamante

3. Aplicații ale tehnologiei de brațare în instrumente cu diamante

4.

5. Bratarea instrumentelor cu un singur strat cu diamante

 

Acest articol acoperă:

6. Bratarea segmentelor de diamante la matrice

7. Brashing of Diamond Composites

8. Echipamente și procese de brazare cu instrumente cu diamante

9. Tendințe de dezvoltare în brațarea cu instrumente cu diamante

10. Concluzie

 

 

Instrumentele cu diamante sunt adesea fabricate prin brazarea sfaturilor cu diamante și a substraturilor lor. Brătarea este metoda principală folosită în instrumentele de tăiere, tăiere, măcinare și foraj de zi cu zi. În timp ce aceste instrumente vin într -o varietate de forme, comunitatea constă în brazarea compozitelor poroase, complexe, realizate din metalurgia pulberii la oțelul din aliaj.

 

Instrumentele cu diamante funcționează în condiții dure, adesea funcționând la viteze mari, sub vibrații și la temperaturi ridicate. Prin urmare, Brashing Diamond Tool Tips este dificil. Pentru a îmbunătăți eficiența instrumentelor cu diamante, cerințele pentru viteza de tăiere și viteza de alimentare sunt în continuă creștere, ceea ce la rândul său necesită instrumente cu diamante pentru a deține o rezistență mai mare a articulației. În abordarea tehnică pentru îmbunătățirea rezistenței articulațiilor de braz, materialul de brazare și procesul de brazare se completează și se consolidează reciproc; În abordarea tehnică de îmbunătățire a eficienței brațului, procesul de brazare și echipamentele de brazare se sprijină și se consolidează reciproc.

 

Temperatura de topire a metalului de umplutură de brazare este strâns legată de sinterizarea vârfului sculei și trebuie selectată pe baza temperaturii de sinterizare. Rezistența la umplutură de umplutură de umplutură ar trebui, de asemenea, luată în considerare în lumina condițiilor de funcționare ale instrumentului. Atunci când Brashing Diamond Tool Sfats to Substrats Tool, materialul de brazare ar trebui să îndeplinească următoarele cerințe: Temperatura de topire a materialului de brazare ar trebui să fie sub 850 de grade, de preferință cât mai scăzută; Materialul de brazare ar trebui să aibă o umectabilitate bună și proprietăți de flux moderate atât pentru matricea vârfului de instrumente de diamant, cât și pentru substratul sculei; Materialul de brazare ar trebui să prezinte, de asemenea, o bună rezistență și stabilitate a oboselii, capabile să reziste la temperaturi ridicate tranzitorii de 300-400 grade; Iar procesul de brazare ar trebui să fie simplu de operat, folosind fie brațarea convențională de inducție, fie brațarea cu flăcări.

 

Procesul de brazare influențează în primul rând proprietățile mecanice ale articulațiilor brațate cu instrumente de diamant, inclusiv grosimea foii de brazare, tratamentul pre-sudură, timpul de încălzire, rata de încălzire, timpul de menținere și tratamentul post-sudură. Acești factori determină umectabilitatea, porozitatea, rata de incluziune, grosimea cusăturii de bare și stresul rezidual în zona afectată de căldură (HAZ).

 

Grosimea foii de brazare influențează grosimea cusăturii de braz, care la rândul său afectează rezistența la forfecare și rezistența la oboseală a articulației brațate. Cercetările experimentale au arătat că atunci când brazarea instrumentelor cu diamante folosind aceeași compoziție a metalelor de umplutură și procesul de brazare, performanța generală a articulației BRAZE este cea mai bună atunci când grosimea metalului de umplutură este cuprinsă între 0,20 și 0,28 mm (grosimea metalului de umplutură poate fi redusă la 0,15 mm în timpul re-sudurării). O grosime mai mică a metalelor de umplutură are ca rezultat o umezire insuficientă a interfeței dintre vârful sculei și baza sculei, ceea ce duce la eficiența slabă a brazării și o rezistență mai mică a articulației. Mai mult, în timpul procesului de brazare, elemente precum staniu, plumb, aluminiu, fier, tungsten și titan în vârful sculei difuzează și se dizolvă în sudură, elaborarea structurii articulațiilor și a redus rezistența articulației. Grosimea excesivă a metalelor de umplutură poate duce cu ușurință la pori în articulație, reducând zona de brazare eficientă și scăzând rezistența la forfecare.

 

Formarea articulației metalice de umplere este strâns legată de întregul proces de încălzire. Factori precum rata de încălzire, temperatura de brazare, timpul de menținere și rata de răcire pot afecta umectabilitatea și porozitatea articulației brațate, modificând astfel proprietățile mecanice ale articulației. În timpul producției, ratele de încălzire mai mari sunt adesea utilizate pentru a îmbunătăți eficiența. Cu toate acestea, ratele de încălzire excesiv de mari pot duce la tensiuni reziduale mai mari în articulație, afectând proprietățile mecanice ale sudurii. Datorită diferențelor semnificative în coeficienții de expansiune liniară ai diferitelor componente din sfaturile cu instrumente de diamant-de exemplu, carbura de tungsten, tungstenul și cromul au coeficienți de expansiune liniară scăzută, în timp ce zincul, plumbul, staniu, manganul și cobaltul au coeficienți de expansiune ridicată, diverse componente se confruntă cu diferite deformații la încălzire, generarea coeficiențelor interne. Cu toate acestea, ratele de încălzire excesiv de lente nu numai că reduc eficiența producției, ci și agravează oxidarea metalului de brazare, cu impact negativ asupra articulației instrumentului de diamant. Un proces de încălzire în două etape poate fi utilizat pentru a aborda această provocare a ratei de încălzire: mai întâi încălzirea piesei de lucru la 400-500 grade, deținând temperatura pentru o perioadă specificată, și apoi continuând să încălzească procesul de brazare. Temperatura de brațare are un impact semnificativ asupra proprietăților mecanice ale articulației. Temperaturile excesiv de mari de brazare determină evaporarea zincului în metalul de umplutură de braț, rezultând pori. Mai mult, metalul de umplutură este susceptibil la oxidare, producând incluziuni de zgură și slăbind rezistența articulației. Temperaturile excesiv de scăzute de brazare reduc fluiditatea metalului de umplutură, ceea ce face ca incluziunile de zgură mai probabile, ceea ce duce la suduri false și slăbirea rezistenței articulației.

 

Utilizarea vibrațiilor de înaltă frecvență în timpul brazării poate îmbunătăți eficiența brațului și poate reduce stresul termic rezidual. Tehnologia de control al fluxului magnetic poate îmbunătăți eficiența energetică, reduce consumul de energie și poate îmbunătăți eficiența muncii.

 

Tratamentele pre și post-brazare au un impact semnificativ asupra calității brațului. Înainte de sudare, suprafața de brazare trebuie să fie măcinată pentru a îndepărta stratul de oxid. Diferența dintre vârful sculei și bază trebuie să fie uniformă după măcinare. Metodele obișnuite pentru eliminarea straturilor de oxid de suprafață includ măcinarea cu o râșniță, depunerea și sablarea. După sudare, instrumentele cu diamante trebuie răcite lent sau izolate pentru a minimiza rata de răcire, ceea ce ajută la reducerea stresului termic post-sudură. În producție, o metodă mai economică este utilizarea azbestului pentru izolare. După sudură, suprafața piesei de lucru păstrează adesea o cantitate mare de zgură de oxid și flux de brazare. Acestea ar trebui curățate folosind sandblasting sau alte metode pentru a preveni coroziunea. După curățare, cusătura de brazare ar trebui inspectată pentru calitate. O cusătură de brazare bună prezintă o suprafață netedă, strălucitoare, curbată, fără pori sau fisuri vizibile.

 

 

 

Compactul cu diamante policristaline (PDC) este un cristal compozit format prin sinterizarea pulberii de diamant și un liant cu carbură cimentată sub temperatură ridicată și presiune ridicată. PDC are avantaje, cum ar fi rezistența ridicată la uzură, modulul elastic ridicat, duritatea ridicată, izotropia și conductivitatea termică relativ ridicată. Instrumentele PDC au devenit materialul ales pentru instrumente de înaltă calitate, cum ar fi instrumente de foraj petrolier, bucăți de foraj minier de cărbune și instrumente de tăiere de mare viteză, de înaltă precizie. Brătarea este un proces cheie în fabricarea instrumentelor PDC, iar utilizarea pe scară largă a PDC a plasat cerințe tehnice mai mari pe tehnologia de brațare.

 

Instrumentul PDC Brashing implică în esență brațarea carburii pe corpul de oțel al sculei. Deoarece atât oțelul de carbură, cât și oțelul de instrumente au proprietăți excelente de brazare, instrumentele PDC oferă o gamă largă de metale de umplutură de braț și procese de brazare. Se pot utiliza metale de umplutură pe bază de argint sau pe bază de cupru, iar se pot utiliza metode de încălzire și încălzire a flăcării. Brățarea de inducție de înaltă frecvență, cu poluarea sa scăzută a mediului și eficiența ridicată a producției, a devenit metoda predominantă de brazare pentru instrumentele PDC din întreaga lume. Datorită preciziei ridicate și a rezistenței ridicate a instrumentelor PDC, precizia brațului, puterea cusăturii Braze și calitatea cusăturii Braze sunt probleme tehnice critice. Instrumentele PDC pot eșua în trei moduri principale: detașarea foii PDC de la baza instrumentului; fractură de foi; și deteriorarea bazei de scule. Pentru a aborda aceste trei moduri de eșec, calitatea instrumentului PDC este asigurată prin materiale de brazare optimizate și procese de brazare adecvate.

 

În prezent, metalele de umplutură de brazare specifice PDC disponibile în comerț prezintă un conținut ridicat de argint, împreună cu elemente precum nichel, mangan și cobalt. Aceste umpluturi prezintă o umectabilitate excelentă pentru carbură cimentată, rezistență ridicată la brațare și o diferență de temperatură a fazei solide-lichide controlate în general între 50 și 80 de grade.

 

Pentru a aborda problema detașării foilor, inginerii se angajează să îmbunătățească performanța materialelor de brazare, cum ar fi înlocuirea metalelor de umplutură cu rezistență mai mare, cum ar fi BAG40CUZNNI, BAG45CUZN și BAG50CUZN. Cu toate acestea, procesul de brazare a fost trecut cu vederea. Datorită naturii fragile a foilor compozite PDC, utilizarea materialelor de brazare și a proceselor cu temperaturi de topire excesiv de ridicate poate duce la fisuri, ciocuri, dezintegrare și ciocuri în foile compozite. Cercetările au arătat că temperatura admisibilă de brazare pentru foile PDC de înaltă calitate nu trebuie să depășească 780-800 grade, în timp ce pentru foile PDC de calitate generală nu trebuie să depășească 750 de grade.

 

 

 

Datorită varietății și varietății de instrumente cu diamante, procesele și echipamentele rezultate sunt numeroase. Brădări de flăcări, brațarea cu baie de sare, brațarea de inducție, brațarea de rezistență, brațarea cuptorului, brațarea în vid și brazarea laserului, toate concurează între ele. În prezent, brațarea de inducție și brazarea în vid sunt procesele dominante.

 

Bratarea cu flăcări este o metodă de brazare dezvoltată timpuriu. Echipamentul necesar este simplu și ușor, sursa de gaz este disponibilă pe scară largă, iar costul procesului este scăzut. Cu toate acestea, temperatura sa de încălzire este dificil de controlat și a fost eliminată treptat de pe piața principală.

 

Salt Bath Brashing oferă încălzire rapidă și uniformă, eficiență ridicată a brazării și deformare mai mică a metalului de bază în timpul brazării, ceea ce o face potrivită pentru producția în masă. Cu toate acestea, brațarea cu baie de sare lasă o cantitate mare de flux pe piesa de prelucrat după sudură, rezultând o cantitate mare de ape uzate și poluare de mediu din cauza curățării post-sudură. În plus, echipamentele de brazare pentru baie de sare este scumpă, procesul este complex, iar ciclul de producție este lung. Mai important, tendința producției ecologice este treptat brațarea înmuiatelor pentru unelte cu diamante.

 

Brashing de inducție de înaltă frecvență oferă încălzire rapidă și eficiență ridicată a brazării; Este ușor de operat și intensiv în forță de muncă; Și poate strânge diverse forme complexe și piese de lucru cu mai multe dinți. Atunci când se utilizează hrănire automată, protecția atmosferei sau brațarea cu inducție în vid, articulațiile prezintă un aspect excelent și o calitate brațată. Această metodă nu numai că oferă costuri de producție scăzute pentru o singură sudură, dar permite, de asemenea, re-sudarea și reutilizarea substratului. Odată cu creșterea costurilor forței de muncă în fabricarea uneltelor de diamante și a cerințelor din ce în ce mai mari pentru o calitate constantă a brazării, brazarea automată de inducție a devenit metoda principală pentru brazarea instrumentelor de tăiere cu diamante. Bratarea automată a inducției de instrumente cu diamante permite separarea automată a dinților, identificarea automată și preluarea lamelor și alimentarea automată a plăcuțelor de brazare. Oferă avantaje, cum ar fi precizie de sudare ridicată, articulații cu brațe puternice și durată de viață lungă. O persoană poate opera mai multe mașini, reducând semnificativ costurile forței de muncă.

 

Bratarea de rezistență este utilizată în mod obișnuit pentru brațarea tijelor de onoare și produce o calitate excelentă a sudurii. Cu toate acestea, datorită temperaturii generale ridicate a lamei, aceasta afectează viața diamantului. În prezent, doar câteva companii folosesc acest proces.

 

Bratarea cuptorului (brațarea atmosferei continue) este utilizată în principal la producerea de lame mici de ferăstrău și unelte cu diamante în formă specială. În general, folosește hidrogen și azot, generat de descompunerea amoniacului, ca reducere a gazelor. Încălzirea este lentă și uniformă, ceea ce duce la articulații brațate din punct de vedere estetic, o calitate fiabilă și o suprafață strălucitoare a piesei. De asemenea, se mândrește cu eficiența ridicată a producției și costurile scăzute de sudare, ceea ce o face potrivită pentru producția în masă.

 

Bratarea în vid, care folosește, în general, încălzirea cu radiații dintr -un cuptor de rezistență, oferă o eficiență ridicată a producției și încălzire uniformă, ceea ce o face potrivită pentru sudare și instrumente mari de diamante. În prezent, brazarea în vid a uneltelor cu un singur strat de diamante este utilizată pe scară largă la fabricarea de unelte de restaurare, roți de măcinare, unelte de piatră și unelte din sticlă. Bratarea în vid a instrumentelor cu diamante cu mai multe straturi deține, de asemenea, perspective promițătoare de aplicații industriale.

 

În ultimii ani, brațarea cu laser a obținut treptat aplicația în producerea de instrumente cu un singur strat. Bratarea cu laser încălzește rapid piesa de prelucrat, minimizând timpul în care diamantul rămâne la temperatură ridicată în timpul procesului de sudare, prevenind eficient grafitizarea. Mai mult, procesul de brazare laser realizează un aranjament ordonat de particule de diamant, ceea ce duce la o eficiență ridicată a încălzirii și la un control precis al temperaturii. Este capabil să preia suprafețe curbate complexe, se mândrește cu un grad ridicat de automatizare și oferă un mediu de lucru favorabil. Braotarea cu laser poate fi utilizată pentru a suda piese de lucru mari, complexe și neregulate, evitând în același timp proximitatea și efectele pielii asociate cu brațarea de inducție de înaltă frecvență.

 

 

 

Brashing -ul cu unelte cu diamante a devenit o ocupație specializată, consumând aproape 1.000 de tone de materiale de brazare anual și angajând zeci de mii de oameni pe plan intern. Industria este înfloritoare și există cinci tendințe de consens: automatizare, fabricație verde, procese integrate, fabricație de înaltă calitate și producție rentabilă.

 

Automatizarea și fabricarea ecologică sunt concepte fundamentale și proiecte cheie ale Made in China 2025. Costurile forței de muncă în industria instrumentelor de diamante cresc, chiar amenințând dezvoltarea industriei. Brătarea automată este o nevoie comună a industriei. Toate produsele cu volume mari de producție se îndreaptă către brazarea automată. În prezent, brazarea automată a lamelor de ferăstrău devine din ce în ce mai matură, iar echipamentele de brazare automate pentru alte produse este iminentă.

 

Fabricarea ecologică cuprinde reducerea emisiilor, conservarea materialelor, îmbunătățirea eficienței energetice și scăderea consumului de energie. Brashing-ul cu unelte cu diamante a înregistrat progrese rapide în reducerea consumului de materiale și a conservării energiei, dar progresele au fost mai lente în adoptarea metalelor de umplutură de brazare fără cadmiu și cu flux și în reducerea consumului de flux. Instrumentele cu diamante (cum ar fi biți de foraj, alegeri, lame de ferăstrău și unelte de tăiere) sunt produse disipative. Metalul de umplutură de brazare din ele se epuizează în timpul funcționării normale. Elemente precum plumb și cadmiu în metalul de umplutură pot fi eliberate în aer, sol și apă, poluând mediul înconjurător. Unele elemente pot fi ingerate de oameni, care ar putea dăuna sănătății umane.

 

Procese combinate de brazare, incluzând inducția flăcării, transferul de inducție și brazarea cuptorului-inducție-flacără, activează brazarea rapidă, cu toate pozițiile de instrumente complexe, la scară largă. Acest lucru scurtează timpul de brațare, îmbunătățește durabilitatea și fiabilitatea instrumentelor și prelungește durata de viață a instrumentului.

 

Îmbunătățirea calității necesită o viață mai lungă de oboseală pentru articulațiile brațate, iar defectele din cusătura Braze sunt un factor major care afectează viața de oboseală. Prin urmare, pe măsură ce viața instrumentelor de superhard crește, există o cerere din ce în ce mai mare de a reduce continuu defectele din cusătura Braze și de a îmbunătăți calitatea articulațiilor brațate. Atunci când materialele și procesele de brazare sunt adecvate, curățenia metalelor de umplere este un factor cheie care influențează formarea defectelor.

 

Economia este o cerere eternă a industriei producătoare. Soliciul cu argint scăzut, lipirea pe bază de cupru, brazarea compozită și lipirea prefabricată sunt principalele direcții pentru economisirea costurilor de lipit; Procesul de brazare eficient și tehnologia de brazare curesabilități ridicate sunt o altă modalitate de a reduce costurile de brazare.

 

 

(1) Instrumentele cu diamante sunt de diferite tipuri, iar tehnologia de brațare este o tehnologie cheie în fabricarea diferitelor instrumente.

”

(3) Pulberea pre-aliatată este o modalitate eficientă de a îmbunătăți performanța cuprinzătoare a capetelor de tăiere a diamantelor. Pulberea activă pre-aliata poate îmbunătăți sinergic claritatea și durata de viață a instrumentelor cu diamante.

) Tehnologia cheie pentru brazarea instrumentelor PDC este metalul de umplutură de brazare de înaltă calitate. Tehnologia cheie pentru brazarea instrumentelor cu un singur strat cu un singur strat este echipamentul și metalul de umplutură de brazare.

(5) Brătarea instrumentelor cu diamante se dezvoltă către automatizare, ecologizare, integrare a proceselor, îmbunătățirea calității și economie.