1.Welche Rolle spielen die einzelnen Elemente im Diamant-Sägeblatt-Matrix-Bindemittel?
Die Rolle von Kupfer: Kupfer und kupferbasierte Legierungen sind die am häufigsten verwendeten Metalle in Diamantwerkzeugen mit Metallbindung, wobei elektrolytisches Kupferpulver am häufigsten verwendet wird.Kupfer und kupferbasierte Legierungen werden so häufig verwendet, weil kupferbasierte Bindemittel zufriedenstellende Gesamteigenschaften aufweisen: niedrigere Sintertemperatur, gute Formbarkeit und Sinterbarkeit sowie Mischbarkeit mit anderen Elementen.Obwohl Kupfer Diamanten kaum benetzt, können bestimmte Elemente und Kupferlegierungen ihre Benetzbarkeit gegenüber Diamanten deutlich verbessern.Eines der Elemente wie Cr, Ti, W, V, Fe, die Kupfer und Karbide bilden, kann zur Herstellung von Kupferlegierungen verwendet werden, wodurch der Benetzungswinkel von Kupferlegierungen auf Diamanten erheblich verringert werden kann.Die Löslichkeit von Kupfer in Eisen ist nicht hoch.Wenn Eisen zu viel Kupfer enthält, wird die Warmumformbarkeit stark beeinträchtigt und es kommt zu Materialrissen.Kupfer kann mit Nickel, Kobalt, Mangan, Zinn und Zink verschiedene feste Lösungen bilden und so das Matrixmetall stärken.
Die Funktion von Zinn: Zinn ist ein Element, das die Oberflächenspannung flüssiger Legierungen verringert und den Benetzungswinkel flüssiger Legierungen auf Diamanten verringert.Es ist ein Element, das die Benetzung gebundener Metalle auf Diamanten verbessert, den Schmelzpunkt von Legierungen senkt und die Formbarkeit beim Pressen verbessert.Daher wird Sn häufig in Klebstoffen verwendet, seine Verwendung ist jedoch aufgrund seines großen Ausdehnungskoeffizienten begrenzt.
Die Rolle von Zink: In Diamantwerkzeugen haben Zn und Sn viele Gemeinsamkeiten, wie z. B. einen niedrigen Schmelzpunkt und eine gute Verformbarkeit, während Zn die Benetzbarkeit von Diamant nicht so gut verändert wie Sn.Der Dampfdruck von metallischem Zn ist sehr hoch und es lässt sich leicht vergasen. Daher ist es wichtig, auf die Menge an Zn zu achten, die in Diamantwerkzeugbindern verwendet wird.
Die Rolle von Aluminium: Metallisches Aluminium ist ein ausgezeichnetes Leichtmetall und ein gutes Desoxidationsmittel.Bei 800 °C beträgt der Benetzungswinkel von Al auf Diamant 75 ° und bei 1000 °C beträgt der Benetzungswinkel 10 °.Durch die Zugabe von Aluminiumpulver zum Bindemittel von Diamantwerkzeugen können in der Matrixlegierung die Karbidphase Ti Å AlC und die intermetallische Verbindung TiAl entstehen.
Die Rolle von Eisen: Eisen hat im Bindemittel eine doppelte Rolle: Zum einen bildet es mit Diamanten aufgekohlte Karbide und zum anderen legiert es mit anderen Elementen, um die Matrix zu stärken.Die Benetzbarkeit von Eisen und Diamant ist besser als die von Kupfer und Aluminium und die Adhäsionsarbeit zwischen Eisen und Diamant ist höher als die von Kobalt.Wenn eine angemessene Menge Kohlenstoff in Legierungen auf Fe-Basis gelöst ist, wirkt sich dies positiv auf deren Bindung mit Diamanten aus.Eine mäßige Ätzung von Diamanten durch Legierungen auf Fe-Basis kann die Bindungskraft zwischen Bindung und Diamant erhöhen.Die Bruchfläche ist nicht glatt und blank, sondern von einer Legierungsschicht bedeckt, was ein Zeichen für eine erhöhte Bindungskraft ist.
Die Rolle von Kobalt: Co und Fe gehören zu den Nebengruppenelementen und viele Eigenschaften sind ähnlich.Co kann unter bestimmten Bedingungen mit Diamant Karbid Co₂C bilden und gleichzeitig einen extrem dünnen Kobaltfilm auf der Diamantoberfläche verteilen.Auf diese Weise kann Co die innere Grenzflächenspannung zwischen Co und Diamant verringern und in der flüssigen Phase eine erhebliche Adhäsionsarbeit an Diamant leisten, was es zu einem hervorragenden Bindungsmaterial macht.
Die Rolle von Nickel: Im Bindemittel von Diamantwerkzeugen ist Ni ein unverzichtbares Element.In Legierungen auf Cu-Basis kann die Zugabe von Ni sich unbegrenzt mit Cu lösen, die Matrixlegierung verstärken, den Verlust von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt unterdrücken und die Zähigkeit und Verschleißfestigkeit erhöhen.Durch die Zugabe von Ni und Cu zu Fe-Legierungen kann die Sintertemperatur gesenkt und die thermische Korrosion gebundener Metalle auf Diamanten verringert werden.Die Wahl einer geeigneten Kombination aus Fe und Ni kann die Haltekraft von Bindemitteln auf Fe-Basis auf Diamanten erheblich verbessern.
Die Rolle von Mangan: In Metallbindemitteln hat Mangan eine ähnliche Wirkung wie Eisen, weist jedoch eine starke Permeabilität und Desoxidationsfähigkeit auf und neigt zur Oxidation.Die Zugabemenge an Mn ist im Allgemeinen nicht hoch und die Hauptüberlegung besteht darin, Mn zur Desoxidation während der Sinterlegierung zu verwenden.Das verbleibende Mn kann an der Legierungsbildung teilnehmen und die Matrix stärken.
Die Rolle von Chrom: Metallisches Chrom ist ein stark karbidbildendes Element und auch ein weit verbreitetes Element.In der Diamantrillensägeblattmatrix ist ausreichend Chrom vorhanden, um einen Schalldämpfungseffekt zu erzielen, der mit der Aktivierungsenergie von Cr zusammenhängt.Die Zugabe einer kleinen Menge Cr zur Cu-basierten Matrix kann den Benetzungswinkel der kupferbasierten Legierung zum Diamant verringern und die Bindungsstärke der kupferbasierten Legierung zum Diamant verbessern.
Die Rolle von Titan: Titan ist ein starkes karbidbildendes Element, das leicht oxidiert und schwer reduziert werden kann.In Gegenwart von Sauerstoff erzeugt Ti bevorzugt TiO2 anstelle von TiC.Titanmetall ist ein gutes Strukturmaterial mit hoher Festigkeit, geringer Festigkeitsreduzierung bei hohen Temperaturen, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohem Schmelzpunkt.Untersuchungen haben gezeigt, dass die Zugabe einer angemessenen Menge Titan zur Diamantsägeblattmatrix die Lebensdauer des Sägeblatts verbessert.
2.Warum sollte der Sägeblattkörper zum Schneidstein passen?
Die Hauptmethoden der Gesteinszerkleinerung während des Sägeblattschneidprozesses sind das Brechen und Zerkleinern sowie großvolumige Scherung und Fragmentierung, ergänzt durch Oberflächenschleifen.Ein Diamant mit einer gezahnten Arbeitsfläche, der als Schneidwerkzeug dient.Seine Schneidkante ist der Extrusionsbereich, der Schneidbereich befindet sich vor der Kante und der Schleifbereich befindet sich an der Hinterkante.Beim Hochgeschwindigkeitsschneiden arbeiten Diamantpartikel am Träger der Matrix.Beim Schneiden von Stein kommt es einerseits zu einer Graphitisierung, Fragmentierung und Ablösung des Diamanten aufgrund der durch Reibung erzeugten hohen Temperaturen;Andererseits wird die Matrix durch die Reibung und Erosion von Gestein und Gesteinsmehl abgenutzt.Daher ist die Frage der Anpassungsfähigkeit zwischen Sägeblättern und Gestein eigentlich die Frage der Verschleißrate zwischen Diamant und Matrix.Das Merkmal eines Werkzeugs, das normal funktioniert, besteht darin, dass der Diamantverlust dem Verschleiß der Matrix entspricht und der Diamant in einem normalen Zustand der Schneidkante bleibt, weder vorzeitige Ablösung noch glattes und rutschiges Schleifen des Diamanten, wodurch sichergestellt wird, dass seine Schleifwirkung voll ausgenutzt wird während des Betriebs, was dazu führt, dass sich mehr Diamanten in einem leicht gebrochenen und abgenutzten Zustand befinden.Wenn die Festigkeit und Schlagfestigkeit des ausgewählten Diamanten zu gering ist, kommt es zum Phänomen des „Rasierens“, die Lebensdauer des Werkzeugs ist gering und die Passivierung ist stark, und selbst das Sägen bewegt sich nicht;Wenn Schleifpartikel mit übermäßig hoher Festigkeit ausgewählt werden, erscheint die Schneidkante der Schleifpartikel in einem abgeflachten Zustand, was zu einer Erhöhung der Schnittkraft und einer Verringerung der Bearbeitungseffizienz führt.
(1) Wenn die Verschleißgeschwindigkeit der Matrix höher ist als die des Diamanten, führt dies zu übermäßigem Diamantabtrag und vorzeitiger Ablösung.Die Verschleißfestigkeit des Sägeblattkörpers ist zu gering und die Lebensdauer des Sägeblatts ist kurz.
(2) Wenn die Verschleißgeschwindigkeit der Matrix geringer ist als die des Diamanten, wird der neue Diamant nicht leicht freigelegt, nachdem die Diamantschneide abgenutzt ist, die Verzahnung keine Schneidkante hat oder die Schneidkante sehr niedrig ist, die Oberfläche von Die Verzahnung ist passiviert, die Schnittgeschwindigkeit ist langsam und es kann leicht dazu führen, dass das geschnittene Brett abfällt, was die Verarbeitungsqualität beeinträchtigt.
(3) Wenn die Abnutzungsgeschwindigkeit der Matrix gleich der Abnutzungsgeschwindigkeit des Diamanten ist, spiegelt dies die Kompatibilität der Matrix mit dem geschliffenen Stein wider.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. August 2023