نقاط دانش ابزارهای الماس برزمی (قسمت 2)

کلمات کلیدی: الماس ، ابزارهای الماس ، مواد برزمی ، فناوری برزیل ، استفاده از فناوری برزیل در ابزارهای الماس

 

در مقاله قبلی ، ما به بررسی استفاده از فناوری Brazing در ابزارهای الماس پرداختیم. بیایید با مقاله بعدی ادامه دهیم.

مقاله قبلی پوشش می دهد:

1. ابزارهای الماس و طبقه بندی آنها

2. اشکال اتصالات الماس

3.

4. پراکندگی انتشار در حین پخت ماتریس الماس

5.

 

این مقاله شامل:

6.

7.

8. ابزار الماس تجهیزات و فرآیندها

9. روند توسعه در ابزار الماس برزمی

10. نتیجه گیری

 

 

ابزارهای الماس اغلب توسط نکات برزیل الماس و بسترهای آنها تولید می شوند. Brazing روش اصلی است که در ابزارهای اره ، برش ، سنگ زنی و حفاری روزمره استفاده می شود. در حالی که این ابزارها به اشکال مختلفی عرضه می شوند ، مشترکات در برآمدگی کامپوزیت های متخلخل و پیچیده ساخته شده از متالورژی پودر تا فولاد آلیاژ نهفته است.

 

ابزارهای الماس در شرایط سخت کار می کنند ، که اغلب با سرعت زیاد ، تحت لرزش و در دماهای بالا کار می کنند. بنابراین ، نکات ابزار برقی الماس چالش برانگیز است. برای بهبود کارآیی ابزارهای الماس ، الزامات مربوط به برش سرعت و سرعت خوراک به طور مداوم در حال افزایش است که به نوبه خود به ابزارهای الماس نیاز دارد تا از قدرت مفصل برس بالاتر برخوردار باشند. در رویکرد فنی برای بهبود قدرت مفصل برز ، مواد برزمی و فرآیند برزیل مکمل و تقویت یکدیگر هستند. در رویکرد فنی برای بهبود کارآیی برزخی ، روند برزمی و تجهیزات برزیل پشتیبانی و تقویت یکدیگر را تقویت و تقویت می کند.

 

دمای ذوب فلز پرکننده برزیل از نزدیک با پخت نوک ابزار مرتبط است و باید بر اساس دمای پخت انتخاب شود. قدرت فلزی پرکننده برزیل نیز باید با توجه به شرایط عملیاتی ابزار در نظر گرفته شود. هنگامی که نکات مربوط به ابزار الماس را برای بسترهای ابزاری راهنمایی می کند ، مواد برقی باید شرایط زیر را برآورده کنند: دمای ذوب مواد برقی باید زیر 850 درجه باشد ، ترجیحاً تا حد ممکن کم. ماده برزمی باید از خیس و خاصیت جریان متوسط برای ماتریس نوک ابزار الماس و بستر ابزار برخوردار باشد. ماده برزمی همچنین باید مقاومت و پایداری خستگی خوبی داشته باشد ، که قادر به تحمل دمای زیاد گذرا 300-400 درجه است. و فرآیند Brazing باید ساده باشد ، و از آن استفاده می کند که یا برزمان القایی متعارف یا شعله های شعله ای را به کار می برد.

 

فرآیند Brazing در درجه اول بر خصوصیات مکانیکی ابزار الماس مفاصل برزیل ، از جمله ضخامت ورق برزیل ، درمان قبل از جوش ، زمان گرمایش ، میزان گرمایش ، زمان نگه داشتن و درمان پس از جوش تأثیر می گذارد. این عوامل ، میزان مرطوب بودن ، تخلخل ، میزان ورود ، ضخامت درز برز و استرس باقیمانده در منطقه تحت تأثیر گرما (HAZ) را تعیین می کند.

 

ضخامت ورق برزمی بر ضخامت درز برزب تأثیر می گذارد ، که به نوبه خود بر استحکام برشی و استحکام خستگی مفصل بریده شده تأثیر می گذارد. تحقیقات تجربی نشان داده است که وقتی ابزارهای الماس برزیل با استفاده از همان ترکیب فلزی پرکننده و فرآیند برزیل ، عملکرد کلی مفصل بریز بهترین است که ضخامت فلز پرکننده بین 0.20 تا 0.28 میلی متر باشد (ضخامت فلز پرکننده می تواند در طول جوش دوباره به 0.15 میلی متر کاهش یابد). ضخامت فلز پرکننده کوچکتر منجر به خیس شدن کافی از رابط بین نوک ابزار و پایه ابزار می شود و در نتیجه راندمان ضعیف و قدرت مفصل پایین می آید. علاوه بر این ، در طی فرآیند برازلینگ ، عناصری مانند قلع ، سرب ، آلومینیوم ، آهن ، تنگستن و تیتانیوم در نوک ابزار پراکنده و در جوش ، آغوش ساختار مفصل و کاهش قدرت مفصل حل می شود. ضخامت بیش از حد فلزی پرکننده به راحتی می تواند به منافذ موجود در مفصل منجر شود و باعث کاهش ناحیه برزمی مؤثر و کاهش مقاومت برشی شود.

 

تشکیل مفصل فلزی پرکننده از نزدیک با کل فرآیند گرمایش ارتباط دارد. عواملی از قبیل میزان گرمایش ، دمای برزیل ، زمان نگه داشتن و میزان خنک کننده می توانند بر خیس شدن و تخلخل مفصل برزیده شده تأثیر بگذارند و از این طریق خصوصیات مکانیکی مفصل را تغییر دهند. در طول تولید ، اغلب از میزان گرمایشی بیشتر برای بهبود کارآیی استفاده می شود. با این حال ، میزان گرمایش بیش از حد زیاد می تواند منجر به فشارهای باقیمانده بیشتر در مفصل شود و بر خصوصیات مکانیکی جوش تأثیر بگذارد. با توجه به تفاوت های قابل توجه در ضرایب انبساط خطی اجزای مختلف در نکات ابزار الماس در نکات مربوط به ابزار الماس ، به عنوان مثال ، تونگستن و کروم از ضرایب انبساط خطی کم برخوردار هستند ، در حالی که روی ، سرب ، قلع و کابالت دارای ضریب تولید خطی بالایی هستند که تولیدات مختلف را تجربه می کند-دکوراسیون های مختلف را تجربه می کند ، اثرات مختلفی را تجربه می کند. با این حال ، نرخ گرمایش بیش از حد کند نه تنها باعث کاهش راندمان تولید می شود بلکه اکسیداسیون فلز برزیل را نیز تشدید می کند و بر مفصل ابزار الماس تأثیر منفی می گذارد. از یک فرآیند گرمایش دو مرحله ای می توان برای رفع این چالش سرعت گرمایش استفاده کرد: ابتدا گرم کردن قطعه کار تا 400-500 درجه ، نگه داشتن دما برای یک دوره مشخص و سپس ادامه گرمای فرآیند. دمای برزیل تأثیر قابل توجهی بر خصوصیات مکانیکی مفصل دارد. دمای بیش از حد بالا و بیش از حد زیاد باعث تبخیر روی در فلز پرکننده برقی می شود و در نتیجه منافذ ایجاد می شود. علاوه بر این ، فلز پرکننده مستعد اکسیداسیون است و باعث ایجاد اجزاء سرباره و تضعیف مقاومت مفصل می شود. دمای بیش از حد کم برشی ، سیالیت فلز پرکننده را کاهش می دهد و باعث می شود که اجزاء سرباره بیشتر شود و منجر به جوش های کاذب و تضعیف مقاومت مفصل شود.

 

استفاده از لرزش با فرکانس بالا در حین برستینگ می تواند باعث افزایش راندمان برس و کاهش استرس حرارتی باقیمانده شود. فناوری کنترل جریان مغناطیسی می تواند راندمان انرژی ، کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی کار را بهبود بخشد.

 

درمان های قبل و بعد از برازلینگ به طور قابل توجهی بر کیفیت برزمی تأثیر می گذارد. قبل از جوشکاری ، سطح برزیل باید زمین باشد تا لایه اکسید از بین برود. فاصله بین نوک ابزار و پایه باید بعد از سنگ زنی یکنواخت باشد. روشهای متداول برای از بین بردن لایه های اکسید سطح شامل سنگ زنی با چرخ دستی ، تشکیل پرونده و ماسهبازی است. پس از جوشکاری ، ابزارهای الماس باید به آرامی خنک شوند یا عایق بندی شوند تا میزان خنک کننده به حداقل برسد ، که به کاهش استرس حرارتی پس از جوش کمک می کند. در تولید ، یک روش اقتصادی تر استفاده از آزبست برای عایق است. بعد از جوشکاری ، سطح کار اغلب مقدار زیادی از سرباره اکسید و شار برقی را حفظ می کند. برای جلوگیری از خوردگی ، اینها باید با استفاده از ماسهبازی یا روشهای دیگر تمیز شوند. پس از تمیز کردن ، درز برزیل باید برای کیفیت مورد بازرسی قرار گیرد. یک درز برزیل خوب یک سطح صاف ، روشن و منحنی را بدون منافذ یا ترک های قابل توجه نشان می دهد.

 

 

 

پلی کریستالی الماس کامپکت (PDC) یک کریستال کامپوزیت است که با پودر پودر الماس و یک چسبنده با کاربید سیمانی تحت دمای بالا و فشار بالا تشکیل می شود. PDC دارای مزایایی مانند مقاومت در برابر سایش زیاد ، مدول الاستیک بالا ، سختی زیاد ، ایزوتروپی و هدایت حرارتی نسبتاً بالا است. ابزارهای PDC به عنوان ماده مورد نظر برای ابزارهای سطح بالا مانند ابزارهای حفاری روغن ، بیت های مته معدن زغال سنگ و ابزارهای برش با دقت بالا و با دقت بالا تبدیل شده اند. Brazing یک فرآیند کلیدی در ساخت ابزار PDC است و استفاده گسترده از PDC نیازهای فنی بالاتری را بر روی فناوری Brazing قرار داده است.

 

Tool PDC Brazing اساساً مستلزم برزیدن کاربید به بدنه فولاد ابزار است. از آنجا که هم کاربید و هم فولاد ابزار دارای خواص برزمی عالی هستند ، ابزارهای PDC طیف گسترده ای از فلزات پرکننده برزمی و فرآیندهای برزمی را ارائه می دهند. می توان از فلزات پرکننده مبتنی بر نقره یا مس استفاده کرد و روش های گرمایشی و گرمایشی القایی را می توان استفاده کرد. القاء با فرکانس بالا ، با آلودگی کم محیط زیست و راندمان تولید بالا ، به روش غالب برزمی برای ابزارهای PDC در سراسر جهان تبدیل شده است. با توجه به دقت بالا و استحکام بالای ابزارهای PDC ، دقت برزیل ، استحکام درز برز و کیفیت درز برز ، مسائل فنی مهمی هستند. ابزارهای PDC می توانند به سه روش اصلی شکست بخورند: جداسازی ورق PDC از پایه ابزار. شکستگی ورق ؛ و آسیب به پایه ابزار. برای پرداختن به این سه حالت خرابی ، کیفیت ابزار PDC از طریق مواد بهینه سازی شده بهینه شده و فرآیندهای مناسب برای برزمی تضمین می شود.

 

در حال حاضر ، فلزات پرکننده پرکننده مخصوص PDC در دسترس از نظر تجاری ، دارای محتوای نقره ای بالا به همراه عناصری مانند نیکل ، منگنز و کبالت هستند. این پرکننده ها قابلیت مرطوب کننده بسیار خوبی را برای کاربید سیمان ، استحکام بالایی بالا و اختلاف دمای فاز مایع جامد به طور کلی بین 50 تا 80 درجه کنترل می کنند.

 

برای پرداختن به مسئله جدا شدن ورق ، مهندسان متعهد به بهبود عملکرد مواد برقی هستند ، مانند جایگزینی فلزات پر کننده با مقاومت بالاتر مانند BAG40CUZNNI ، BAG45CUZN و BAG50CUZN. با این حال ، فرایند Brazing نادیده گرفته شده است. با توجه به ماهیت شکننده ورق های کامپوزیت PDC ، استفاده از مواد و فرآیندهای تند و تیز با دمای ذوب بیش از حد بالا می تواند منجر به ترک ، تراشه ، تجزیه و تراش در برگه های کامپوزیت شود. تحقیقات نشان داده است که دمای مجاز برای برگه های PDC با کیفیت بالا نباید از 780-800 درجه تجاوز کند ، در حالی که برای ورق های PDC با کیفیت عمومی نباید از 750 درجه تجاوز کند.

 

 

 

با توجه به تنوع گسترده و تنوع ابزارهای الماس ، فرآیندها و تجهیزات برزمی حاصل متعدد هستند. شعله ور شدن شعله ، حمام نمکی ، برازلینگ القایی ، مقاومت در برابر برقی ، کوره برقی ، خلاء برقی و لیزری که همه آنها با یکدیگر رقابت می کنند. در حال حاضر ، برازلینگ القایی و خلاء فرآیندهای غالب است.

 

Brazing Flame یک روش برزمی اولیه توسعه یافته است. تجهیزات مورد نیاز ساده و سبک است ، منبع گاز به طور گسترده ای در دسترس است و هزینه فرایند کم است. با این حال ، کنترل دمای گرمایش آن دشوار است و به تدریج از بازار جریان اصلی حذف شده است.

 

Brazing Salt Basthing گرمایش سریع و یکنواخت ، راندمان برزمی بالا و تغییر شکل کمتری از فلز پایه را در حین برزیل ارائه می دهد و این امر را برای تولید انبوه مناسب می کند. با این حال ، برقی حمام نمکی پس از جوشکاری مقدار زیادی شار را روی قطعه کار می گذارد و در نتیجه مقدار زیادی فاضلاب و آلودگی محیطی از تمیز کردن پس از جوشکاری ایجاد می شود. علاوه بر این ، تجهیزات برزمی حمام نمک گران است ، این روند پیچیده است و چرخه تولید طولانی است. مهمتر از همه ، روند تولید سبز باعث از بین رفتن ابزارهای الماس می شود.

 

القاء با فرکانس بالا ، گرمایش سریع و راندمان بالایی را ارائه می دهد. کار و کار با نیروی کار آسان است. و می تواند شکل های مختلف پیچیده و قطعه های چند دندان را بریزد. در هنگام استفاده از تغذیه خودکار ، محافظت از جو ، یا القاء خلاء ، اتصالات از نظر ظاهری عالی و کیفیت برازلی دارند. این روش نه تنها هزینه های تولید کم را برای یک جوش واحد ارائه می دهد ، بلکه اجازه می دهد تا بستر دوباره جوش داده شود و دوباره استفاده شود. با افزایش هزینه های نیروی کار در تولید ابزار الماس و افزایش تقاضا برای کیفیت مداوم و برزمی ، برزیم اتوماتیک به روش اصلی برای ابزارهای اره الماس برزیل تبدیل شده است. القاء اتوماتیک ابزارهای الماس امکان جداسازی خودکار دندان ، شناسایی خودکار و انتخاب تیغه ها و تغذیه خودکار لنت های برزمی را فراهم می کند. این مزایا از قبیل دقت جوشکاری بالا ، اتصالات برشی قوی و عمر طولانی را ارائه می دهد. یک نفر می تواند چندین دستگاه را اداره کند و هزینه های کار را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

 

مقاومت در برابر برقی معمولاً برای میله های برسنگ استفاده می شود و کیفیت جوش بسیار خوبی را تولید می کند. با این حال ، به دلیل دمای کلی بالای تیغه ، این بر زندگی الماس تأثیر می گذارد. در حال حاضر ، فقط چند شرکت از این فرآیند استفاده می کنند.

 

کوره برقی (جو مداوم) در درجه اول در تولید تیغه های اره کوچک و ابزارهای الماس خاص به شکل استفاده می شود. به طور کلی از هیدروژن و نیتروژن استفاده می کند ، که با تجزیه آمونیاک تولید می شود ، به عنوان کاهش گاز. گرمایش آهسته و یکنواخت است و در نتیجه اتصالات برزیده شده از نظر زیبایی شناسی ، کیفیت قابل اعتماد و یک سطح کار درخشان ایجاد می شود. همچنین دارای راندمان تولید بالا و هزینه های کم جوش است و آن را برای تولید انبوه مناسب می کند.

 

جارو برقی ، که به طور کلی از گرمای تابش از یک کوره مقاومت استفاده می کند ، راندمان تولید بالا و گرمایش یکنواخت را ارائه می دهد و این امر را برای جوشکاری ابزارهای پیچیده و الماس بزرگ مناسب می کند. در حال حاضر ، جاروبرقی ابزارهای الماس تک لایه به طور گسترده ای در ساخت ابزارهای بازیابی ، چرخ های سنگ زنی ، ابزارهای سنگی و ابزارهای شیشه ای مورد استفاده قرار می گیرد. جارو برقی ابزارهای الماس چند لایه همچنین چشم اندازهای کاربردی صنعتی را در اختیار دارد.

 

در سالهای اخیر ، لیزر Brazing به تدریج در تولید ابزارهای الماس تک لایه کاربردی به دست آورده است. برزیل لیزر قطعه کار را به سرعت گرم می کند و مدت زمان ماندن الماس در دمای بالا در طی فرآیند جوشکاری را به حداقل می رساند و به طور موثری از گرافیک شدن جلوگیری می کند. علاوه بر این ، فرآیند لیزر برزیل به ترتیب منظم ذرات الماس دست می یابد و در نتیجه راندمان گرمایش بالا و کنترل دما دقیق حاصل می شود. این دستگاه قادر به ماشینکاری سطوح خمیده پیچیده است ، دارای درجه بالایی از اتوماسیون است و یک محیط کاری مطلوب را ارائه می دهد. از لیزر برزیل می توان برای جوشکاری کارگروه های بزرگ ، پیچیده و به شکل نامنظم در حالی که از نزدیکی و اثرات پوستی مرتبط با برزمی القایی با فرکانس بالا استفاده می شود ، استفاده کرد.

 

 

 

Brazing Tool Diamond به یک شغل تخصصی تبدیل شده است و سالانه نزدیک به 1000 تن مواد برقی مصرف می کند و ده ها هزار نفر را در داخل کشور به کار می برد. این صنعت در حال شکوفایی است و پنج روند اجماع وجود دارد: اتوماسیون ، تولید سبز ، فرآیندهای یکپارچه ، تولید با کیفیت بالا و تولید مقرون به صرفه.

 

اتوماسیون و تولید سبز مفاهیم اساسی و پروژه های کلیدی ساخته شده در چین 2025 هستند. هزینه های نیروی کار در صنعت ابزار الماس در حال افزایش است و حتی توسعه این صنعت را تهدید می کند. Brazing خودکار یک نیاز صنعت مشترک است. تمام محصولات با حجم تولید بزرگ به سمت برزیل خودکار حرکت می کنند. در حال حاضر ، برآمدگی خودکار تیغه های اره به طور فزاینده ای بالغ می شود و تجهیزات برزمی خودکار برای سایر محصولات قریب الوقوع است.

 

تولید سبز شامل کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ، حفظ مواد ، بهبود بهره وری انرژی و کاهش مصرف انرژی است. Brazing Tool Diamond پیشرفت سریع در کاهش مصرف مواد و حفظ انرژی داشته است ، اما پیشرفت در اتخاذ فلزات پرکننده برزمی بدون کادمیوم و شار و کاهش استفاده از شار کندتر بوده است. ابزارهای الماس (مانند بیت های مته ، انتخاب ، تیغه اره و ابزارهای برش) محصولات پراکنده ای هستند. فلز پرکننده برقی در داخل آنها در حین کار عادی از بین می رود. عناصری مانند سرب و کادمیوم موجود در فلز پرکننده را می توان در هوا ، خاک و آب آزاد کرد و محیط را آلوده کرد. برخی از عناصر را می توان توسط انسان مصرف کرد و به طور بالقوه به سلامت انسان آسیب می رساند.

 

فرآیندهای برازلینگ ترکیبی ، از جمله القاء شعله ، القاء-نشانگر ، و برزمی با شعله کوره ، باعث می شود که سریع و سریع از ابزارهای پیچیده و در مقیاس بزرگ استفاده شود. این مدت زمان برزمی را کوتاه می کند ، دوام و قابلیت اطمینان ابزار را بهبود می بخشد و عمر ابزار را گسترش می دهد.

 

بهبود کیفیت نیاز به عمر خستگی طولانی تر برای اتصالات برزمی دارد و نقص در درز برز یک عامل اصلی مؤثر بر زندگی خستگی است. بنابراین ، با افزایش عمر ابزارهای فوق العاده ، تقاضای فزاینده ای برای کاهش مداوم نقص در درز برز و بهبود کیفیت اتصالات برنجی وجود دارد. هنگامی که مواد و فرآیندهای تند و تیز مناسب هستند ، پاکیزگی فلز پرکننده یک عامل اصلی در ایجاد نقص است.

 

اقتصاد تقاضای ابدی صنعت تولید است. لحیم کاری کم سیم ، لحیم کاری مبتنی بر مس ، برقی کامپوزیت و لحیم کاری پیش ساخته جهت اصلی صرفه جویی در هزینه های لحیم کاری هستند. فرآیند کارآمد برسنگ و فناوری برزیل با قابلیت اطمینان بالا راه دیگری برای کاهش هزینه های برزیل است.

 

 

(1) ابزارهای الماس از انواع مختلفی برخوردار هستند و فناوری Brazing یک فناوری کلیدی در ساخت ابزارهای مختلف است.

(2) فن آوری برزیل دارای چهار کاربرد اصلی در ساخت ابزار الماس است: پراکندگی پراکندگی در برش سر برش ، برش سر برش ، ابزار الماس تک لایه ای برینگ و ابزار PDC.

(3) پودر از قبل آلیاژ یک روش مؤثر برای بهبود عملکرد جامع سرهای برش الماس است. پودر فعال از قبل آلیاژ می تواند به طور هم افزایی وضوح و عمر خدمات ابزارهای الماس را بهبود بخشد.

(4) فناوری کلیدی برای سرهای برش الماس برزیل ، فلزی پرکننده برزیل و فرآیند کارآمد برزخی است. فناوری اصلی برای ابزارهای PDC Brazing ، فلز پرکننده با کیفیت بالا است. فناوری کلیدی برای برزیل ابزارهای الماس تک لایه تجهیزات و فلز پرکننده برزیل است.

(5) برازلینگ ابزارهای الماس به سمت اتوماسیون ، سبز شدن ، ادغام فرآیند ، بهبود کیفیت و اقتصاد در حال توسعه است.