יהלום חד גביש מלאכותי פותח בהדרגה לאחר שנות ה-50.הוא מסונתז מגרפיט כחומר גלם, מתווסף עם זרז, ונתון לטמפרטורה גבוהה וללחץ גבוה במיוחד.יהלום פוליגריסטלי מלאכותי (PCD) הוא חומר רב גבישי הנוצר על ידי פילמור של אבקת יהלומים באמצעות קלסרים מתכתיים כגון Co, Ni וכו'. יהלום פוליגריסטלי מלאכותי הוא סוג מיוחד של מוצר מתכות אבקה, הנעזר בכמה שיטות ואמצעים של אבקה קונבנציונלית מטלורגיה בשיטת הייצור שלה.
במהלך תהליך ה-Sintering, עקב הוספת תוספים, נוצר גשר מליטה המורכב בעיקר מ-Co, Mo, W, WC ו-Ni בין גבישי PCD, ויהלומים משובצים בחוזקה במסגרת החסונה שנוצרת על ידי גשר ההדבקה.תפקידו של קלסר מתכת הוא להחזיק היטב את היהלום ולנצל במלואו את יעילות החיתוך שלו.בנוסף, בגלל התפלגות הדגנים החופשית לכיוונים שונים, קשה לסדקים להתפשט מגרגר אחד לאחר, מה שמשפר מאוד את החוזק והקשיחות של PCD.
בגיליון זה, נסכם בקצרה כמה מהמאפיינים שלהוספת PCD.
1. קשיות גבוהה במיוחד ועמידות בפני שחיקה: שאין שני להן בטבען, לחומרים יש קשיות של עד 10000HV, ועמידותם בפני שחיקה היא כמעט פי מאה מזו של תוספת קרביד;
2. הקשיות, ההתנגדות לבלאי, המיקרו-חוזק, הקושי בהשחזה ומקדם החיכוך בין גבישי יהלום אנזוטרופיים של גביש יחיד וחומרי עבודה משתנים מאוד במישורי גביש שונים ובכיוונים שונים.לכן, בעת תכנון וייצור כלי יהלום יחיד גביש, יש צורך לבחור נכון את כיוון הגביש, ויש לבצע כיוון גביש עבור חומרי גלם יהלומים.הבחירה של משטחי החיתוך הקדמיים והאחוריים של כלי חיתוך PCD היא נושא חשוב בתכנון כלי מחרטת PCD קריסטל יחיד;
3. מקדם חיכוך נמוך: לתוספות יהלומים יש מקדם חיכוך נמוך יותר בעת עיבוד חלק מחומרי מתכת לא ברזליים בהשוואה לתוספות אחרות, שהוא כמחצית מזה של קרבידים, בדרך כלל סביב 0.2.
4. קצה החיתוך של PCD הוא חד מאוד, והרדיוס הקהה של קצה החיתוך יכול להגיע בדרך כלל ל-0.1-0.5um.וניתן להשתמש בכלי יהלום קריסטל יחיד טבעי בטווח של 0.002-0.005um.לכן, כלי יהלום טבעי יכולים לבצע חיתוך דק במיוחד ועיבוד עיבוד מדויק במיוחד.
5. מקדם ההתפשטות התרמית של יהלום עם מקדם ההתפשטות התרמית נמוך יותר מזה של קרביד צמנט, בערך 1/10 מזה של פלדה מהירה.לכן, כלי חיתוך יהלום אינם מייצרים דפורמציה תרמית משמעותית, כלומר השינוי בגודל הכלי הנגרם על ידי חום החיתוך הוא מינימלי, מה שחשוב במיוחד לעיבוד דיוק ודיוק במיוחד עם דרישות דיוק ממדי גבוה.
יישום כלי חיתוך יהלומים
הוספת PCDמשמש בעיקר לחיתוך/קימום/כרסום במהירות גבוהה של מתכות לא ברזליות וחומרי מתכת לא ברזליים, מתאים לעיבוד חומרים שונים שאינם מתכתיים עמידים בפני שחיקה כגון סיבי זכוכית וחומרים קרמיים;מתכות לא ברזליות שונות: אלומיניום, טיטניום, סיליקון, מגנזיום ועוד, וכן תהליכי גימור שונים של מתכות לא ברזליות;
חסרונות: יציבות תרמית לקויה.למרות שזהו כלי החיתוך בעל הקשיות הגבוהה ביותר, מצבו המוגבל הוא מתחת ל-700 ℃.כאשר טמפרטורת החיתוך עולה על 700 ℃, הוא יאבד את הקשיות המקורית שלו.זו הסיבה שכלי יהלום אינם מתאימים לעיבוד מתכות ברזליות.בגלל היציבות הכימית הירודה של יהלומים, יסוד הפחמן ביהלומים יקיים אינטראקציה עם אטומי ברזל בטמפרטורות גבוהות, ויומר למבנה גרפיט, מה שיגדיל מאוד את הנזק של הכלים.
זמן פרסום: 17 במאי 2023