Uloga željeznog praha u dijamantnim alatima

Uloga željeznog praha u dijamantnim alatima

Željezni prah je osnovna komponenta koja se koristi u najvećim količinama i po najnižoj cijeni unutar formulacija matrice dijamantnog alata. Široko se koristi u vruće{1}}prešanim, sinteriranim dijamantnim alatima-kao što su blokovi za brušenje kamena, svrdla za beton i segmenti oštrice pile-često u kombinaciji s bakrom, kositrom, kobaltom i niklom. Na temelju mehanizama sinteriranja i proizvodnih praksi, njegova se uloga može kategorizirati u tri područja: prednosti, nedostaci i razmatranja obrade.

(Smanjeni željezni prah)

 

 

1 Smanjuje troškove sirovina i optimizira ekonomičnost formulacije

• Željezni prah znatno je jeftiniji od kobalta ili praha bakra visoke-čistoće. Kao primarni materijal za punjenje koji se dodaje u velikim količinama, on drastično snižava troškove matričnih sirovina, čineći ga najkritičnijim nisko{2}}osnovnim sastojkom za masovnu proizvodnju dijamantnih alata.

 

2 Regulira tvrdoću matrice i otpornost na trošenje kako bi odgovarala različitim radnim komadima
Željezo posjeduje umjerenu tvrdoću; dodavanje odgovarajućih količina povećava otpornost matrice na trošenje.

• Formulacije s-željezom: povećana otpornost matrice na habanje čini ih prikladnima za obradu granita, betona visoke-čvrstoće i tvrdih supstrata s-kvarcom, čime se usporava potrošnja matrice i produljuje vijek trajanja alata.
• Smanjeni sadržaj željeza: rezultira mekšom matricom s bržim -mogućnostima samooštrenja, što ga čini prikladnim za mekše materijale poput mramora i luksuznog kamenja.

 

3 Poboljšava učinak sinteriranja i potiče sinteriranje u tekućoj-fazi

• Željezo može s kositrom i bakrom tvoriti faze legure s-talištem-. Unutar standardnog temperaturnog raspona sinteriranja vrućim{3}}prešanjem (760–830 stupnjeva), potiče metalurško vezivanje između čestica praha i povećava gustoću matrice. Reducirani željezni prah nepravilnog oblika nudi superiorno mehaničko spajanje u usporedbi s atomiziranim željeznim prahom, čime se povećava čvrstoća oblikovanja zelenog tijela.

 

4 Poboljšava mehaničko zadržavanje dijamantnih čestica
Nakon sinteriranja, matrica-na bazi željeza pokazuje izvrsnu sposobnost mehaničkog međusobnog spajanja. Uz pravilnu formulaciju, matrica čvrsto inkapsulira čestice dijamanta, odgađajući prerano izvlačenje-dijamanta tijekom brušenja; zadržavanje je dodatno poboljšano kada se koristi s dijamantima presvučenim-titanom.

5 Podešava otpornost matrice na udar

• U usporedbi s matricama-na bazi čistog bakra, dodatak željeza povećava žilavost. To čini segmente i blokove za mljevenje manje sklonima krhkom lomu ili lomljenju prilikom obrade armiranog betona ili kamena s neravnomjernom raspodjelom agregata.

 

Ključna razmatranja za dizajn formulacije
1 Osjetljivost na oksidaciju

• Željezni prah vrlo lako oksidira; izloženost vlazi ili neadekvatna atmosferska zaštita tijekom sinterovanja dovodi do stvaranja željeznih oksida. Ti se oksidi nakupljaju na granicama zrna, slabeći vezu između čestica praha i uzrokujući šupljine ili pukotine unutar matrice, što rezultira rasipanjem zrna i smanjenom čvrstoćom matrice. Posljedično, potrebne su strože mjere za sprječavanje oksidacije tijekom miješanja, skladištenja i sinteriranja.

 

2 Prekomjerno stvaranje topline uslijed trenja i rizik od toplinske degradacije dijamanta

• Željezo ima umjerenu toplinsku vodljivost, što dovodi do visokog stvaranja topline tijekom trenja brušenja. Pod kontinuiranom obradom velikog-opterećenja, lokalizirane temperature naglo rastu, lako uzrokujući grafitizaciju i otupljivanje dijamanta. Prilikom obrade mekog luksuznog kamenja ili mramora svijetle -boje, odvojene strugotine od željeza mogu oksidirati i stvoriti mrlje hrđe, uzrokujući trajne žute mrlje na površini kamena.

 

3 Prekomjerni sadržaj željeza dovodi do krhke matrice i slabog-samooštrenja

• Ako je udio željeznog praha previsok, matrica postaje pretjerano tvrda i nema sposobnost samo{0}}oštrenja. Nakon dugotrajnog brušenja površina matrice postaje polirana; dijamanti ne otkrivaju nove rezne rubove, što dovodi do klizanja i usporenog rezanja.

 

4 Značajan utjecaj veličine čestica i morfologije na karakteristike obrade

• Grubi sferni atomizirani željezni prah nudi dobru sipkost, ali pokazuje lošu kompaktibilnost i nisku aktivnost sinteriranja. Fini reducirani željezni prah nudi visoku aktivnost sinteriranja i dobru kompaktibilnost, ali ima lošu protočnost i neravnomjernu distribuciju praha, što može dovesti do nedosljednosti težine u segmentima za mljevenje.

 

 

1. Reducirani željezni prah: Porozne čestice nepravilnog oblika s visokom aktivnošću sinteriranja; glavni izbor za segmente za mljevenje kamena u Kini.
2. Atomizirani željezni prah: Sferične čestice s izvrsnom protočnošću; pogodan za potpuno automatiziranu, kontinuiranu proizvodnju kalupljenja, iako je aktivnost sinteriranja relativno niska.
3. Scenariji primjene:

• Metalni-segmenti za brušenje za granit i svrdla za-beton opće namjene: Formulacije sa srednjim-do-visokim sadržajem željeza, balansiraju otpornost na trošenje i cijenu.
• Segmenti za brušenje s mekom-matricom za mramor i luksuzni kamen: Smanjeni udio željeznog praha i povećan sadržaj bakra kako bi se minimizirao rizik od hrđe i poboljšalo-samooštrenje.
• -Udarni zupci za bušenje za temelje od pilota: umjereno smanjen sadržaj željeza s povećanim kobaltom i niklom za poboljšanje žilavosti i sprječavanje pucanja zubaca.

 

(Segment dijamantnih svrdla)

 

Kratak sažetak
Temeljna vrijednost željeznog praha leži u njegovoj sposobnosti da formira okvir matrice naniske cijene uz reguliranje otpornosti na trošenje i gustoće sinteriranja.

Njegove prednosti uključuju visoku tro-efikasnost, umjerenu otpornost na trošenje i pristojnu žilavost; njegovi nedostaci su sklonost oksidaciji i izazivanju kontaminacije hrđom, kao i rizik od matričnog ostakljenja i klizanja ako se koristi prekomjerno. Inženjeri formulacije uravnotežuju oštrinu rezanja, vijek trajanja i troškove proizvodnje prilagođavanjem sadržaja željeznog praha i veličine čestica-često u kombinaciji sa sustavima bakra, kositra, kobalta i nikla-kako bi odgovarali specifičnim radnim uvjetima za primjenu u kamenu ili betonu.