alat PCD dijieunna tina polycrystalline inten tip péso na carbide matrix ngaliwatan suhu luhur sarta tekanan tinggi sintering. Éta henteu ngan ukur tiasa masihan play full kana kaunggulan karasa tinggi, konduktivitas termal anu luhur, koefisien gesekan rendah, koefisien ékspansi termal rendah, pangirut leutik sareng logam sareng non-logam, modulus elastis anu luhur, henteu aya permukaan cleaving, isotropic, tapi ogé tumut kana kakuatan luhur alloy teuas.
Stabilitas termal, kateguhan dampak sareng résistansi ngagem mangrupikeun indikator kinerja utama PCD. Kusabab biasana dianggo dina suhu anu luhur sareng lingkungan setrés anu luhur, stabilitas termal mangrupikeun hal anu paling penting. Panaliti nunjukkeun yén stabilitas termal PCD gaduh dampak anu ageung dina résistansi ngagem sareng kateguhan dampak. Data nunjukkeun yén nalika suhu langkung luhur ti 750 ℃, résistansi ngagem sareng kateguhan dampak PCD umumna turun ku 5% -10%.
Kaayaan kristal tina PCD nangtukeun sipat na. Dina mikrostruktur, atom karbon ngabentuk beungkeut kovalén jeung opat atom padeukeut, ménta struktur tétrahedral, lajeng ngabentuk kristal atom, nu boga orientasi kuat sarta gaya mengikat, sarta karasa tinggi. The indexes kinerja utama PCD nyaéta kieu: ① karasa bisa ngahontal 8000 HV, 8-12 kali carbide; ② konduktivitas termal nyaéta 700W / mK, 1.5-9 kali, malah leuwih luhur ti PCBN jeung tambaga; ③ koefisien gesekan umumna ngan 0.1-0.3, teuing kirang ti 0.4-1 of carbide, nyata ngurangan gaya motong; ④ koefisien ékspansi termal ngan 0.9x10-6-1.18x10-6,1 / 5 of carbide, nu bisa ngurangan deformasi termal jeung ningkatkeun akurasi processing; ⑤ jeung bahan non-logam kurang afinitas pikeun ngabentuk nodules.
Boron nitride kubik boga résistansi oksidasi kuat tur bisa ngolah bahan beusi-ngandung, tapi karasa leuwih handap inten kristal tunggal, speed processing slow sarta efisiensi low. Inten kristal tunggal gaduh karasa anu luhur, tapi kateguhan henteu cekap. Anisotropi ngagampangkeun disosiasi sapanjang permukaan (111) dina pangaruh gaya luar, sareng efisiensi pamrosésan terbatas. PCD nyaéta polimér disintésis ku partikel inten ukuran micron ku cara nu tangtu. Sifat kacau tina akumulasi karusuhan partikel ngabalukarkeun alam isotropic makroskopis na, sarta teu aya arah jeung beungeut belahan dina kakuatan tensile. Dibandingkeun sareng inten kristal tunggal, wates sisikian PCD sacara efektif ngirangan anisotropi sareng ngaoptimalkeun sipat mékanis.
1. Prinsip desain alat motong PCD
(1) Pilihan wajar ukuran partikel PCD
Sacara téoritis, PCD kedah nyobian nyaring séréal, sareng distribusi aditif antara produk kedah saragam-gancang pikeun ngatasi anisotropi. Pilihan ukuran partikel PCD ogé patali jeung kaayaan processing. Umumna disebutkeun, PCD kalawan kakuatan tinggi, kateguhan alus, résistansi dampak alus sarta sisikian rupa bisa dipaké pikeun pagawean atawa super pagawean, sarta PCD tina sisikian kasar bisa dipaké pikeun machining kasar umum. Ukuran partikel PCD nyata bisa mangaruhan kinerja maké alat. Literatur anu relevan nunjukkeun yén nalika gandum bahan baku ageung, résistansi ngagem laun-laun ningkat kalayan panurunan ukuran gandum, tapi nalika ukuran gandum leutik pisan, aturan ieu henteu tiasa dianggo.
percobaan patali dipilih opat bubuk inten kalayan ukuran partikel rata-rata 10um, 5um, 2um na 1um, sarta ieu menyimpulkan yén: ① Jeung panurunan tina ukuran partikel bahan baku, Co diffuses leuwih merata; kalayan panurunan ②, résistansi ngagem sareng résistansi panas PCD laun-laun turun.
(2) Pilihan wajar tina bentuk sungut sabeulah sareng ketebalan sabeulah
Wangun sungut sabeulah utamana ngawengku opat struktur: ujung inverted, bunderan Blunt, inverted ujung bunderan Blunt komposit jeung sudut seukeut. Struktur sudut seukeut ngajadikeun ujung seukeut, laju motong gancang, nyata bisa ngurangan gaya motong na burr, ngaronjatkeun kualitas permukaan produk, leuwih cocog pikeun low silikon alloy aluminium sarta karasa low sejen, seragam non-ferrous pagawean logam. Struktur buleud obtuse bisa passivate sungut sabeulah, ngabentuk R Angle, éféktif nyegah agul megatkeun, cocog pikeun ngolah sedeng / alloy aluminium silikon tinggi. Dina sababaraha kasus husus, kayaning jero motong deet jeung dahar péso leutik, struktur buleud Blunt ieu pikaresep. Struktur ujung inverted bisa ningkatkeun edges na juru, nyaimbangkeun agul, tapi di waktu nu sami baris ngaronjatkeun tekanan sarta motong lalawanan, leuwih cocog pikeun beban beurat motong alloy aluminium silikon tinggi.
Dina raraga mempermudah EDM, biasana milih lapisan lambar PDC ipis (0.3-1.0mm), ditambah lapisan carbide, ketebalan total alat nyaeta ngeunaan 28mm. Lapisan karbida teu kedah kandel teuing pikeun nyegah stratifikasi disababkeun ku bédana setrés antara permukaan beungkeutan
2, prosés manufaktur alat PCD
Prosés manufaktur alat PCD langsung nangtukeun kinerja motong sarta hirup jasa tina alat, nu mangrupakeun konci pikeun aplikasi tur ngembangkeun. Prosés pembuatan alat PCD dipidangkeun dina Gambar 5.
(1) Pabrikan tablet komposit PCD (PDC)
① Prosés manufaktur PDC
PDC umumna diwangun ku bubuk inten alami atanapi sintétik sareng agén beungkeutan dina suhu luhur (1000-2000 ℃) sareng tekanan tinggi (5-10 atm). Agén ngariung ngabentuk sasak beungkeutan kalawan TiC, Sic, Fe, Co, Ni, jsb salaku komponén utama, sarta kristal inten ieu study dina rorongkong tina sasak mengikat dina bentuk beungkeut kovalén. PDC umumna dijieun kana piringan kalayan diaméter tetep sarta ketebalan, sarta grinding sarta digosok sarta perlakuan fisik jeung kimia saluyu séjén. Intina, bentuk idéal PDC kedah nahan ciri fisik unggulan inten kristal tunggal saloba mungkin, ku kituna aditif dina awak sintering kedah sakedik-gancang, dina waktos anu sami, kombinasi beungkeut partikel DD saloba mungkin,
② Klasifikasi jeung pilihan binders
Binder mangrupikeun faktor anu paling penting anu mangaruhan stabilitas termal alat PCD, anu langsung mangaruhan karasana, résistansi ngagem sareng stabilitas termal. Métode beungkeutan PCD umum nyaéta: beusi, kobalt, nikel sareng logam transisi anu sanés. Co jeung W bubuk dicampur ieu dipaké salaku agén beungkeutan, sarta kinerja komprehensif tina sintering PCD éta pangalusna lamun tekanan sintésis éta 5,5 GPa, suhu sintering éta 1450 ℃ sarta insulasi pikeun 4min. SiC, TiC, WC, TiB2, jeung bahan keramik lianna. SiC Stabilitas termal SiC langkung saé tibatan Co, tapi karasa sareng kateguhan narekahan rélatif rendah. Pangurangan anu pas tina ukuran bahan baku tiasa ningkatkeun karasa sareng kateguhan PCD. Taya napel, kalawan grafit atawa sumber karbon séjén dina suhu ultra-luhur jeung tekanan tinggi dibeuleum kana inten polimér nanoscale (NPD). Ngagunakeun grafit salaku prékursor pikeun nyiapkeun NPD kaayaan paling nuntut, tapi NPD sintétik boga karasa pangluhurna sarta sipat mékanis pangalusna.
Pilihan jeung kontrol ③ séréal
Bahan baku bubuk inten mangrupakeun faktor konci mangaruhan kinerja PCD. Pretreating micropowder inten, nambahkeun jumlah leutik zat ngahalangan tumuwuhna partikel inten abnormal jeung Pilihan lumrah tina aditif sintering bisa ngahambat tumuwuhna partikel inten abnormal.
NPD murni anu luhur kalayan struktur seragam sacara efektif tiasa ngaleungitkeun anisotropi sareng ningkatkeun sipat mékanis. The nanographite prékursor bubuk disiapkeun ku-énergi tinggi ball grinding metoda ieu dipaké pikeun ngatur eusi oksigén dina suhu luhur pre-sintering, transforming grafit kana inten dina 18 GPa na 2100-2300 ℃, generating lamella na granular NPD, sarta karasa ngaronjat ku panurunan tina ketebalan lamella.
④ perlakuan kimiawi telat
Dina suhu anu sarua (200 ° ℃) jeung waktu (20h), pangaruh panyabutan kobalt asam Lewis-FeCl3 éta nyata leuwih hade tinimbang nu cai, sarta rasio optimal HCl éta 10-15g / 100ml. Stabilitas termal PCD ningkat nalika jero panyabutan kobalt naék. Pikeun PCD pertumbuhan kasar-grained, perlakuan asam kuat sagemblengna tiasa miceun Co, tapi boga pangaruh hébat kana kinerja polimér; nambahkeun TiC jeung WC pikeun ngarobah struktur polycrystal sintétik sarta ngagabungkeun jeung perlakuan asam kuat pikeun ngaronjatkeun stabilitas PCD. Ayeuna, prosés persiapan bahan PCD ieu ngaronjatkeun, kateguhan produk anu alus, anisotropi geus greatly ningkat, geus sadar produksi komérsial, industri patali ngembang pesat.
(2) Ngolah sabeulah PCD
① prosés motong
PCD boga karasa tinggi, résistansi maké alus sarta prosés motong susah tinggi.
② prosedur las
PDC jeung awak péso ku clamp mékanis, beungkeutan na brazing. Brazing nyaéta pikeun mencet PDC dina matriks carbide, kaasup vakum brazing, vakum difusi las, frékuénsi luhur induksi pemanasan brazing, laser las, jsb frékuénsi luhur induksi pemanasan brazing boga béaya rendah sarta balik tinggi, sarta geus loba dipaké. Kualitas las aya hubunganana sareng fluks, alloy las sareng suhu las. Suhu las (umumna leuwih handap 700 ° ℃) boga dampak greatest, suhu teuing tinggi, gampang ngabalukarkeun graphitization PCD, atawa malah "over-ngaduruk", nu langsung mangaruhan pangaruh las, sarta hawa teuing low bakal ngakibatkeun kakuatan las cukup. Suhu las tiasa dikontrol ku waktos insulasi sareng jerona kemerahan PCD.
③ prosés grinding agul
prosés grinding alat PCD mangrupakeun konci pikeun prosés manufaktur. Sacara umum, nilai puncak sabeulah sareng sabeulah aya dina 5um, sareng radius arc aya dina 4um; hareup jeung beungeut motong deui mastikeun finish permukaan tangtu, komo ngurangan hareup motong beungeut Ra ka 0,01 μ m pikeun minuhan sarat eunteung, sangkan chip ngalir sapanjang beungeut péso hareup jeung nyegah nempel péso.
prosés grinding agul ngawengku inten grinding kabayang agul mékanis grinding, narik listrik agul grinding (EDG), logam map super teuas abrasive grinding kabayang online electrolytic pagawean agul grinding (ELID), komposit agul grinding machining. Di antarana, inten grinding kabayang agul mékanis grinding téh paling dewasa, paling loba dipaké.
Percobaan patali: ① kabayang grinding partikel kasar bakal ngakibatkeun runtuhna agul serius, sarta ukuran partikel tina kabayang grinding nurun, sarta kualitas agul jadi hadé; ukuran partikel ② kabayang grinding raket patalina jeung kualitas sabeulah partikel rupa atawa partikel ultrafine parabot PCD, tapi boga pangaruh kawates dina parabot PCD partikel kasar.
Panalungtikan patali di imah jeung di mancanagara utamana museurkeun kana mékanisme jeung prosés grinding sabeulah. Dina mékanisme grinding sabeulah, panyabutan térmokimia sareng panyabutan mékanis anu dominan, sareng panyabutan regas sareng panyabutan kacapean relatif leutik. Nalika grinding, nurutkeun kakuatan sarta lalawanan panas béda agén ngariung roda grinding, ngaronjatkeun kagancangan jeung frékuénsi ayun tina kabayang grinding sajauh mungkin, ulah brittleness sarta panyabutan kacapean, ngaronjatkeun proporsi panyabutan thermochemical, sarta ngurangan roughness permukaan. The roughness permukaan grinding garing téh low, tapi gampang alatan suhu processing tinggi, kaduruk permukaan alat,
Prosés grinding agul perlu nengetan: ① milih parameter prosés grinding sabeulah lumrah, bisa nyieun kualitas sungut ujung leuwih alus teuing, hareup jeung deui permukaan agul finish luhur. Sanajan kitu, ogé mertimbangkeun gaya grinding tinggi, leungitna badag, efisiensi grinding low, ongkos tinggi; ② pilih kualitas kabayang grinding lumrah, kaasup tipe map, ukuran partikel, konsentrasi, map, grinding kabayang ganti baju, kalawan kaayaan grinding sabeulah garing sarta baseuh lumrah, bisa ngaoptimalkeun hareup alat jeung pojok pungkur, nilai passivation tip péso sarta parameter séjén, bari ngaronjatkeun kualitas permukaan alat.
Béda ngariung inten grinding kabayang boga ciri béda, sarta mékanisme grinding béda jeung pangaruh. Resin binder inten keusik kabayang lemes, grinding partikel gampang layu atawa gugur prematurely, Teu ngabogaan résistansi panas, beungeut gampang cacad ku panas, permukaan grinding agul téh rawan maké tanda, roughness badag; Metal binder inten grinding kabayang diteundeun seukeut ku grinding crushing, Alus formability, surfacing, roughness permukaan low tina grinding sabeulah, efisiensi luhur, Sanajan kitu, kamampuh ngariung partikel grinding ngajadikeun timer Asah goréng, Jeung ujung motong gampang ninggalkeun gap dampak, ngabalukarkeun karuksakan marginal serius; Keramik binder inten grinding kabayang boga kakuatan sedeng, Alus kinerja éksitasi diri, Langkung pori internal, Favfor panyabutan lebu jeung dissipation panas, Bisa adaptasi jeung rupa-rupa coolant, Suhu grinding low, Kabayang grinding kirang dipaké, ingetan bentuk alus, akurasi efisiensi pangluhurna, Tapi awak inten grinding sarta binder ngarah kana formasi alat. Paké nurutkeun bahan processing, efisiensi grinding komprehensif, durability abrasive sarta kualitas permukaan workpiece nu.
Panaliti ngeunaan efisiensi grinding utamina museurkeun kana ningkatkeun produktivitas sareng biaya kontrol. Sacara umum, grinding laju Q (panyabutan PCD per Unit waktos) jeung maké rasio G (babandingan panyabutan PCD mun grinding leungitna kabayang) dipaké salaku kriteria evaluasi.
sarjana Jerman KENTER grinding alat PCD kalawan tekanan konstan, test: ① ngaronjatkeun speed grinding kabayang, ukuran partikel PDC jeung konsentrasi coolant, laju grinding sarta maké ratio diréduksi; ② ngaronjatkeun ukuran partikel grinding, ngaronjatkeun tekanan konstan, ngaronjatkeun konsentrasi inten dina kabayang grinding, grinding laju sarta ngaronjatkeun rasio maké; ③ tipe binder mah béda, laju grinding jeung babandingan maké mah béda. KENTER Prosés ngagiling sabeulah alat PCD diulik sacara sistematis, tapi pangaruh prosés ngagiling sabeulah henteu dianalisis sacara sistematis.
3. Pamakéan sarta gagalna alat motong PCD
(1) Pamilihan parameter motong alat
Salila période awal alat PCD, sungut ujung seukeut laun passited, sarta kualitas permukaan machining janten hadé. Passivation éféktif bisa nyabut celah mikro jeung burrs leutik dibawa ku grinding sabeulah, ngaronjatkeun kualitas permukaan ujung motong, sarta dina waktos anu sareng, ngabentuk radius ujung sirkular mun squeeze tur ngalereskeun beungeut olahan, sahingga ngaronjatkeun kualitas permukaan workpiece nu.
Alat PCD permukaan panggilingan alloy aluminium, speed motong umumna di 4000m / mnt, processing liang umumna di 800m / mnt, ngolah logam non-ferrous elastis-plastik tinggi kedah nyandak speed balik luhur (300-1000m / mnt). Volume feed umumna dianjurkeun antara 0.08-0.15mm / r. Volume feed badag teuing, ngaronjat gaya motong, ngaronjat aréa geometric residual tina beungeut workpiece; volume feed leutik teuing, ngaronjat panas motong, sarta ngaronjat maké. Jero motong naek, gaya motong naek, panas motong naek, hirup nurun, jero motong kaleuleuwihan bisa kalayan gampang ngabalukarkeun agul ambruk; jero motong leutik bakal ngakibatkeun hardening machining, ngagem komo ambruk sabeulah.
(2) Bentuk maké
Alat ngolah workpiece, alatan gesekan, suhu luhur jeung alesan sejen, maké téh bisa dilawan. Pamakéan alat inten diwangun ku tilu tahap: fase maké gancang awal (ogé katelah fase transisi), fase maké stabil kalayan laju maké konstan, jeung fase maké gancang saterusna. Fase maké gancang nunjukkeun yén alat teu bisa dipake sarta merlukeun regrinding. Bentuk maké alat motong kaasup maké napel (welding las tiis), maké difusi, maké abrasive, maké oksidasi, jsb.
Béda tina parabot tradisional, bentuk maké alat PCD nyaéta maké napel, maké difusi jeung karuksakan lapisan polycrystalline. Di antarana, karuksakan lapisan polycrystal nyaéta alesan utama, nu geus manifested salaku runtuhna sabeulah halus disababkeun ku dampak éksternal atawa leungitna napel dina PDC, ngabentuk celah, nu milik karuksakan mékanis fisik, nu bisa ngakibatkeun ngurangan precision processing jeung besi tua of workpieces. Ukuran partikel PCD, formulir sabeulah, Angle agul, bahan workpiece sarta parameter processing bakal mangaruhan kakuatan sabeulah agul jeung gaya motong, lajeng ngabalukarkeun karuksakan tina lapisan polycrystal. Dina prakték rékayasa, ukuran partikel bahan baku anu pas, parameter alat sareng parameter pangolahan kedah dipilih dumasar kana kaayaan pamrosésan.
4. Trend ngembangkeun alat motong PCD
Ayeuna, rentang aplikasi tina alat PCD geus dimekarkeun tina péngkolan tradisional pikeun pangeboran, panggilingan, motong-speed tinggi, sarta geus loba dipaké di imah jeung di mancanagara. Ngembangkeun gancang kandaraan listrik teu ngan mawa dampak ka industri mobil tradisional, tapi ogé mawa tantangan unprecedented ka industri alat, urging industri alat pikeun ngagancangkeun optimasi jeung inovasi.
Aplikasi lega alat motong PCD geus deepened sarta diwanohkeun panalungtikan sarta pamekaran parabot motong. Jeung deepening panalungtikan, spésifikasi PDC beuki leutik sarta leuwih leutik, optimasi kualitas Perbaikan sisikian, uniformity kinerja, laju grinding jeung babandingan maké leuwih luhur jeung luhur, bentuk jeung struktur Tumuwuhna. Arah panalungtikan alat PCD ngawengku: ① panalungtikan sarta ngamekarkeun lapisan PCD ipis; ② panalungtikan sarta ngamekarkeun bahan alat PCD anyar; ③ panalungtikan pikeun hadé las parabot PCD sarta salajengna ngurangan biaya; ④ panalungtikan ngaronjatkeun PCD alat agul prosés grinding pikeun ngaronjatkeun efisiensi; ⑤ panalungtikan optimizes parameter alat PCD tur ngagunakeun parabot nurutkeun kaayaan lokal; ⑥ panalungtikan rationally milih motong parameter nurutkeun bahan olahan.
kasimpulan ringkes
(1) kinerja motong alat PCD, sangkan pikeun kakurangan loba parabot carbide; dina waktos anu sareng, hargana jauh leuwih handap tina alat inten kristal tunggal, dina motong modern, mangrupakeun alat ngajangjikeun;
(2) Nurutkeun kana jenis jeung kinerja bahan olahan, pilihan lumrah tina ukuran partikel sarta parameter tina parabot PCD, nu premis manufaktur sarta pamakéan alat,
(3) bahan PCD ngabogaan karasa tinggi, nu mangrupakeun bahan idéal pikeun motong county péso, tapi ogé brings kasusah pikeun motong manufaktur alat. Nalika manufaktur, pikeun comprehensively mertimbangkeun kasusah prosés jeung kaperluan processing, guna ngahontal kinerja ongkos pangalusna;
(4) bahan pamrosésan PCD di county péso, urang kedah alesan milih motong parameter, dina dasar minuhan kinerja produk, sajauh mungkin pikeun manjangkeun umur jasa tina alat guna ngahontal kasaimbangan hirup alat, efisiensi produksi jeung kualitas produk;
(5) Panalungtikan sarta ngamekarkeun bahan alat PCD anyar pikeun nungkulan drawbacks alamiah na
Tulisan ieu sumberna tina "jaringan bahan superhard"
waktos pos: Mar-25-2025
