โลหะเมทริกซ์ในผลิตภัณฑ์เพชรคืออะไร?แต่ละองค์ประกอบมีหน้าที่อะไรบ้าง?เหตุใดตัวใบเลื่อยจึงควรตรงกับหินตัด?

1.แต่ละองค์ประกอบมีบทบาทอย่างไรในตัวประสานเมทริกซ์ใบเลื่อยเพชร?

 

บทบาทของทองแดง: โลหะผสมที่มีทองแดงและทองแดงเป็นโลหะที่นิยมใช้กันมากที่สุดในเครื่องมือเพชรที่เป็นสารยึดเกาะโลหะ โดยมีผงทองแดงแบบอิเล็กโทรไลต์เป็นวัสดุที่นิยมใช้กันมากที่สุดโลหะผสมที่มีทองแดงและทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากสารยึดเกาะที่มีทองแดงมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมที่น่าพอใจ: อุณหภูมิการเผาผนึกต่ำกว่า การขึ้นรูปและการเผาผนึกที่ดี และความเข้ากันได้กับองค์ประกอบอื่นๆแม้ว่าทองแดงจะทำให้เพชรเปียกได้ยาก แต่องค์ประกอบบางอย่างและโลหะผสมทองแดงสามารถปรับปรุงความสามารถในการเปียกของเพชรได้อย่างมากองค์ประกอบอย่างหนึ่ง เช่น Cr, Ti, W, V, Fe ที่ก่อตัวเป็นทองแดงและคาร์ไบด์ สามารถใช้สร้างโลหะผสมทองแดงได้ ซึ่งสามารถลดมุมเปียกของโลหะผสมทองแดงบนเพชรได้อย่างมากความสามารถในการละลายของทองแดงในเหล็กไม่สูงหากมีทองแดงในเหล็กมากเกินไป จะลดความสามารถในการใช้ความร้อนลงอย่างมากและทำให้วัสดุแตกร้าวทองแดงสามารถสร้างสารละลายของแข็งได้หลายชนิดด้วยนิกเกิล โคบอลต์ แมงกานีส ดีบุก และสังกะสี ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับโลหะเมทริกซ์

หน้าที่ของดีบุก: ดีบุกเป็นองค์ประกอบที่ช่วยลดแรงตึงผิวของโลหะผสมเหลว และมีผลในการลดมุมเปียกของโลหะผสมของเหลวบนเพชรเป็นองค์ประกอบที่ช่วยปรับปรุงการเปียกของโลหะที่ถูกพันธะบนเพชร ลดจุดหลอมเหลวของโลหะผสม และปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของการอัดขึ้นรูปดังนั้น Sn จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกาว แต่มีการใช้งานจำกัดเนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวสูง

บทบาทของสังกะสี: ในเครื่องมือเพชร Zn และ Sn มีความคล้ายคลึงกันหลายประการ เช่น มีจุดหลอมเหลวต่ำและมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปได้ดี ในขณะที่ Zn ไม่สามารถเปลี่ยนความสามารถในการเปียกของเพชรได้ดีเท่ากับ Snความดันไอของโลหะ Zn นั้นสูงมาก และง่ายต่อการเปลี่ยนสภาพเป็นแก๊ส ดังนั้นจึงควรใส่ใจกับปริมาณของ Zn ที่ใช้ในสารยึดเกาะเครื่องมือเพชร

ภาพที่2

บทบาทของอลูมิเนียม: โลหะ อลูมิเนียมเป็นโลหะเบาที่ดีเยี่ยมและเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่ดีที่ 800 ℃ มุมเปียกของ Al บนเพชรคือ 75 ° และที่ 1,000 ℃ มุมเปียกคือ 10 °การเติมผงอะลูมิเนียมลงในสารยึดเกาะของเครื่องมือเพชรจะทำให้เกิดเฟสคาร์ไบด์ Ti Å AlC และสารประกอบระหว่างโลหะ TiAl ในเมทริกซ์อัลลอยด์

บทบาทของเหล็ก: เหล็กมีบทบาทสองประการในตัวประสาน ประการแรกคือสร้างคาร์บูไรซ์คาร์ไบด์ด้วยเพชร และอีกอย่างคือผสมเข้ากับองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อทำให้เมทริกซ์แข็งแกร่งขึ้นความสามารถในการเปียกของเหล็กและเพชรนั้นดีกว่าของทองแดงและอลูมิเนียม และงานยึดเกาะระหว่างเหล็กกับเพชรก็สูงกว่าโคบอลต์เมื่อละลายคาร์บอนในปริมาณที่เหมาะสมในโลหะผสมที่มี Fe จะเป็นประโยชน์ต่อการยึดเกาะกับเพชรการกัดเพชรในระดับปานกลางด้วยโลหะผสมที่มี Fe สามารถเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างพันธะกับเพชรได้พื้นผิวที่แตกหักไม่เรียบและเปลือยเปล่า แต่ถูกเคลือบด้วยชั้นโลหะผสม ซึ่งเป็นสัญญาณของแรงยึดเกาะที่เพิ่มขึ้น

บทบาทของโคบอลต์: Co และ Fe อยู่ในองค์ประกอบกลุ่มการเปลี่ยนผ่าน และมีลักษณะหลายอย่างคล้ายคลึงกันCo สามารถสร้างคาร์ไบด์ Co ₂ C กับเพชรได้ภายใต้สภาวะเฉพาะ ขณะเดียวกันก็กระจายฟิล์มโคบอลต์บางมากบนพื้นผิวของเพชรด้วยด้วยวิธีนี้ Co สามารถลดแรงตึงผิวภายในระหว่าง Co และเพชรได้ และมีงานยึดเกาะที่สำคัญกับเพชรในสถานะของเหลว ทำให้เป็นวัสดุยึดเกาะที่ดีเยี่ยม

บทบาทของนิกเกิล: Ni ถือเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ในตัวเครื่องมือเพชรในอัลลอยด์ที่มี Cu เป็นหลัก การเติม Ni สามารถละลายด้วย Cu ได้อย่างไม่สิ้นสุด เพิ่มความแข็งแกร่งให้กับโลหะผสมเมทริกซ์ ลดการสูญเสียโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ และเพิ่มความเหนียวและความต้านทานการสึกหรอการเติมโลหะผสม Ni และ Cu ลงใน Fe สามารถลดอุณหภูมิการเผาผนึกและลดการกัดกร่อนจากความร้อนของโลหะที่ถูกพันธะบนเพชรได้การเลือกส่วนผสมที่เหมาะสมของ Fe และ Ni สามารถปรับปรุงพลังการยึดเกาะของ Fe บนเพชรได้อย่างมาก

บทบาทของแมงกานีส: ในสารยึดเกาะโลหะ แมงกานีสมีผลคล้ายกับเหล็ก แต่มีความสามารถในการซึมผ่านและความสามารถในการกำจัดออกซิเจนได้ดี และมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันโดยทั่วไปปริมาณการเติม Mn จะไม่สูงนัก และข้อควรพิจารณาหลักคือการใช้ Mn สำหรับการกำจัดออกซิเดชันระหว่างการเผาโลหะผสมMn ที่เหลือสามารถมีส่วนร่วมในการผสมและทำให้เมทริกซ์แข็งแกร่งขึ้น

บทบาทของโครเมียม: โลหะโครเมียมเป็นองค์ประกอบที่ขึ้นรูปคาร์ไบด์ที่แข็งแกร่งและเป็นองค์ประกอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเมทริกซ์ใบเลื่อยร่องเพชร มีโครเมียมเพียงพอที่จะทำให้เกิดการลดทอนเสียง ซึ่งสัมพันธ์กับพลังงานกระตุ้นของ Crการเติม Cr เล็กน้อยลงในเมทริกซ์ Cu สามารถลดมุมเปียกของโลหะผสมที่มีทองแดงกับเพชรได้ และปรับปรุงความแข็งแรงพันธะของโลหะผสมที่มีทองแดงกับเพชรได้

บทบาทของไทเทเนียม: ไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบที่ขึ้นรูปด้วยคาร์ไบด์ที่แข็งแกร่งซึ่งออกซิไดซ์ได้ง่ายและลดลงได้ยากในที่ที่มีออกซิเจน Ti จะสร้าง TiO2 แทน TiC เป็นพิเศษโลหะไทเทเนียมเป็นวัสดุโครงสร้างที่ดี มีความแข็งแรง ความแข็งแรงลดลงที่อุณหภูมิสูง ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และมีจุดหลอมเหลวสูงการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มไทเทเนียมในปริมาณที่เหมาะสมให้กับเมทริกซ์ใบเลื่อยเพชรนั้นมีประโยชน์ในการปรับปรุงอายุการใช้งานของใบเลื่อย

ภาพที่1

2.เหตุใดตัวใบเลื่อยจึงควรตรงกับหินตัด?

 

วิธีการหลักของการกระจายตัวของหินในระหว่างกระบวนการตัดใบเลื่อยคือการแตกหักและการบด เช่นเดียวกับการตัดเฉือนและการกระจายตัวในปริมาณมาก เสริมด้วยการบดพื้นผิวเพชรที่มีพื้นผิวการทำงานแบบหยักซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องมือตัดคมตัดของมันคือพื้นที่การอัดขึ้นรูป พื้นที่การตัดอยู่ที่ด้านหน้าของขอบ และพื้นที่การเจียรอยู่ที่ขอบด้านหลังภายใต้การตัดด้วยความเร็วสูง อนุภาคเพชรจะทำงานบนส่วนรองรับของเมทริกซ์ในระหว่างกระบวนการตัดหิน ในด้านหนึ่ง เพชรจะต้องผ่านกระบวนการสร้างกราไฟต์ การแยกส่วน และการหลุดออก เนื่องจากอุณหภูมิสูงที่เกิดจากแรงเสียดทานในทางกลับกัน เมทริกซ์สึกหรอเนื่องจากการเสียดสีและการกัดเซาะของหินและผงหินดังนั้น ปัญหาของความสามารถในการปรับตัวระหว่างใบเลื่อยและหิน จริงๆ แล้วคือปัญหาของอัตราการสึกหรอระหว่างเพชรและเมทริกซ์ลักษณะของเครื่องมือที่ทำงานตามปกติคือการสูญเสียเพชรตรงกับการสึกหรอของเมทริกซ์ ทำให้เพชรอยู่ในสถานะคมตัดปกติ ไม่มีการหลุดออกก่อนกำหนดหรือการเจียรเพชรที่เรียบและลื่น ทำให้มั่นใจได้ว่าผลการเจียรจะถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่ ระหว่างดำเนินการส่งผลให้เพชรมีสภาพแตกหักและสึกหรอเล็กน้อยมากขึ้นหากความแข็งแรงและความต้านทานต่อแรงกระแทกของเพชรที่เลือกต่ำเกินไป จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ "การโกน" และอายุการใช้งานของเครื่องมือจะต่ำ และการทู่จะรุนแรง และแม้แต่การเลื่อยก็จะไม่เคลื่อนไหวหากเลือกอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มีความแข็งแรงสูงมากเกินไป คมตัดของอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะปรากฏในสถานะแบน ส่งผลให้แรงตัดเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพการประมวลผลลดลง

(1) เมื่อความเร็วการสึกหรอของเมทริกซ์มากกว่าความเร็วของเพชร จะนำไปสู่การเจียระไนเพชรที่มากเกินไปและการหลุดออกก่อนเวลาอันควรความต้านทานการสึกหรอของตัวใบเลื่อยต่ำเกินไป และอายุการใช้งานของใบเลื่อยสั้น

(2) เมื่อความเร็วการสึกหรอของเมทริกซ์น้อยกว่าเพชร เพชรใหม่จะไม่ถูกเปิดเผยได้ง่ายหลังจากการสึกหรอของคมตัดเพชร ฟันเลื่อยไม่มีคมตัดหรือคมตัดต่ำมาก พื้นผิวของ ฟันเลื่อยจะถูกพาสซีฟ ความเร็วในการตัดช้า และง่ายต่อการทำให้เขียงหลุดออก ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพการประมวลผล

(3) เมื่อความเร็วการสึกหรอของเมทริกซ์เท่ากับความเร็วการสึกหรอของเพชร จะสะท้อนถึงความเข้ากันได้ของเมทริกซ์กับหินเจียระไน

ภาพที่3

เวลาโพสต์: 11 ส.ค.-2023