Pontos de conhecimento das ferramentas de diamante de brasagem (parte 2)

Palavras -chave: diamante, ferramentas de diamante, materiais de brasagem, tecnologia de brasagem, aplicação de tecnologia de brasagem em ferramentas de diamante

 

No artigo anterior, exploramos a aplicação da tecnologia de brasagem em ferramentas de diamante. Vamos continuar com o próximo artigo.

O artigo anterior aborda:

1. Ferramentas de diamante e suas classificações

2 formas de conexões de diamante

3. Aplicações da tecnologia de brasagem em ferramentas de diamante

4. Brasagem de difusão durante a sinterização da matriz de diamante

5. Brasagem de ferramentas de diamante de camada única

 

Este artigo aborda:

6. Brasagem de segmentos de diamante para matriz

7. Brasagem de compósitos de diamante

8. Equipamentos e processos de brasagem de ferramentas de diamante

9. Tendências de desenvolvimento na brasagem da ferramenta de diamante

10. Conclusão

 

 

As ferramentas de diamante geralmente são fabricadas por pontas de diamante de brasagem e seus substratos. Brasagem é o método principal usado nas ferramentas diárias de serra, corte, trituração e perfuração. Enquanto essas ferramentas vêm de uma variedade de formas, a semelhança está na brasagem de compósitos porosos e complexos feitos de metalurgia em pó a aço de liga.

 

As ferramentas de diamante operam em condições adversas, geralmente operando em alta velocidade, sob vibração e a altas temperaturas. Portanto, as dicas de ferramentas de diamante de brasagem são desafiadoras. Para melhorar a eficiência das ferramentas de diamante, os requisitos para velocidade de corte e taxa de alimentação estão aumentando constantemente, o que, por sua vez, exige que as ferramentas de diamante possuam maior resistência à articulação. Na abordagem técnica para melhorar a força das articulações, o material de brasagem e o processo de brasagem se complementam e se reforçam; Na abordagem técnica para melhorar a eficiência de brasagem, o processo de brasagem e o suporte do equipamento de brasagem e se reforçam.

 

A temperatura de fusão do metal de enchimento de brasagem está intimamente relacionada à sinterização da ponta da ferramenta e deve ser selecionada com base na temperatura de sinterização. A força do metal de brasagem também deve ser considerada à luz das condições operacionais da ferramenta. Quando as dicas de ferramentas de diamante de brasagem para substratos de ferramentas, o material de brasagem deve atender aos seguintes requisitos: A temperatura de fusão do material de brasagem deve estar abaixo de 850 graus, de preferência o mais baixo possível; O material de brasagem deve ter boa molhabilidade e propriedades de fluxo moderadas para a matriz da ponta da ferramenta de diamante e o substrato da ferramenta; O material de brasagem também deve exibir boa resistência e estabilidade por fadiga, capaz de suportar altas temperaturas transitórias de 300 a 400 graus; e o processo de brasagem deve ser simples de operar, empregando brasagem convencional de indução ou brasagem de chama.

 

O processo de brasagem influencia principalmente as propriedades mecânicas das articulações de ferramentas de diamante, incluindo espessura da folha de brasagem, tratamento pré-soldado, tempo de aquecimento, taxa de aquecimento, tempo de retenção e tratamento pós-soldado. Esses fatores determinam a molhabilidade, porosidade, taxa de inclusão, espessura da costura do brilho e estresse residual na zona afetada pelo calor (HAZ).

 

A espessura da folha de brasagem influencia a espessura da costura da brecha, que por sua vez afeta a resistência ao cisalhamento e a força da fadiga da articulação soldada. A pesquisa experimental mostrou que, quando as ferramentas de diamante de brasagem usando a mesma composição de metal de enchimento e processo de brasagem, o desempenho geral da articulação da pulverização é melhor quando a espessura do metal de enchimento está entre 0,20 e 0,28 mm (a espessura do metal de enchimento pode ser reduzida para 0,15 mm durante a re-divina). Uma espessura de metal de enchimento menor resulta em umedecimento insuficiente da interface entre a ponta da ferramenta e a base da ferramenta, resultando em baixa eficiência de brasagem e menor resistência à articulação. Além disso, durante o processo de brasagem, elementos como estanho, chumbo, alumínio, ferro, tungstênio e titânio na ponta da ferramenta difundem e se dissolvem na solda, fragilamento da estrutura articular e resistência da articulação reduzida. A espessura excessiva do metal de enchimento pode facilmente levar a poros na articulação, reduzindo a área de brasagem efetiva e diminuindo a resistência do cisalhamento.

 

A formação da junta de metal de enchimento está intimamente relacionada a todo o processo de aquecimento. Fatores como taxa de aquecimento, temperatura de brasagem, tempo de retenção e taxa de resfriamento podem afetar a molhabilidade e a porosidade da articulação soldada, alterando assim as propriedades mecânicas da articulação. Durante a produção, taxas de aquecimento mais altas são frequentemente usadas para melhorar a eficiência. No entanto, taxas de aquecimento excessivamente altas podem resultar em tensões residuais maiores na articulação, afetando as propriedades mecânicas da solda. Devido às diferenças significativas nos coeficientes de expansão linear dos vários componentes nas dicas de ferramentas de diamante, por exemplo, carboneto de tungstênio, tungstênio e cromo têm coeficientes lineares de baixa expansão, enquanto os sronizados, enquanto o zinco, a lata, o manganês e o cobalto têm alto teor de expansão, coeficientes generalizados-os vários componentes experimentam. No entanto, as taxas de aquecimento excessivamente lentas não apenas reduzem a eficiência da produção, mas também exacerbam a oxidação do metal de brasagem, impactando negativamente a junta da ferramenta de diamante. Um processo de aquecimento de dois estágios pode ser usado para abordar esse desafio da taxa de aquecimento: primeiro aquecendo a peça de trabalho em 400 a 500 graus, mantendo a temperatura por um período especificado e depois continuando a aquecer o processo de brasagem. A temperatura de brasagem tem um impacto significativo nas propriedades mecânicas da articulação. Temperaturas excessivamente altas de brasagem causam zinco no metal de preenchimento de brasagem evaporar, resultando em poros. Além disso, o metal de enchimento é suscetível à oxidação, produzindo inclusões de escória e enfraquecendo a força da articulação. Temperaturas excessivamente baixas reduzem a fluidez do metal de enchimento, tornando as inclusões de escória mais prováveis, levando a soldas falsas e enfraquecendo a força da articulação.

 

O uso de vibração de alta frequência durante a brasagem pode melhorar a eficiência da brasagem e reduzir o estresse térmico residual. A tecnologia de controle de fluxo magnético pode melhorar a eficiência energética, reduzir o consumo de energia e aumentar a eficiência do trabalho.

 

Os tratamentos pré e pós-ruptura afetam significativamente a qualidade da brasagem. Antes da soldagem, a superfície de brasagem deve ser moída para remover a camada de óxido. A lacuna entre a ponta da ferramenta e a base deve ser uniforme após a moagem. Os métodos comuns para remover as camadas de óxido de superfície incluem moagem com um moedor, arquivamento e jateamento de areia. Após a soldagem, as ferramentas de diamante devem ser resfriadas lentamente ou isoladas para minimizar a taxa de resfriamento, o que ajuda a reduzir a tensão térmica pós-ponte. Na produção, um método mais econômico é usar amianto para isolamento. Após a soldagem, a superfície da peça de trabalho geralmente mantém uma grande quantidade de escória de óxido e fluxo de brasagem. Estes devem ser limpos usando jateamento de areia ou outros métodos para evitar a corrosão. Após a limpeza, a costura de brasagem deve ser inspecionada quanto à qualidade. Uma boa costura de brasagem exibe uma superfície lisa, brilhante e curva, sem poros ou rachaduras perceptíveis.

 

 

 

O diamante policristalino compacto (PDC) é um cristal composto formado por pó de diamante de sinterização e um aglutinante com carboneto cimentado sob alta temperatura e alta pressão. O PDC possui vantagens, como alta resistência ao desgaste, alto módulo de elástico, alta dureza, isotropia e condutividade térmica relativamente alta. As ferramentas do PDC se tornaram o material de escolha para ferramentas de ponta, como ferramentas de perfuração de petróleo, bits de perfuração de mineração de carvão e ferramentas de corte de alta velocidade e alta precisão. A brasagem é um processo -chave na fabricação de ferramentas do PDC, e o uso generalizado do PDC colocou requisitos técnicos mais altos na tecnologia de brasagem.

 

A brasagem da ferramenta PDC envolve essencialmente a brasagem do carboneto no corpo de aço da ferramenta. Como o aço de carboneto e ferramenta têm excelentes propriedades de brasagem, as ferramentas do PDC oferecem uma ampla gama de metais de preenchimento de brasagem e processos de brasagem. Os metais de enchimento baseados em prata ou em cobre podem ser usados, e os métodos de aquecimento e aquecimento de chama podem ser empregados. A brasagem de indução de alta frequência, com baixa poluição ambiental e alta eficiência de produção, tornou-se o método de brasagem predominante para ferramentas de PDC em todo o mundo. Devido à alta precisão e alta resistência das ferramentas de PDC, precisão de brasagem, resistência à costura de brecha e qualidade da costura de brasa são questões técnicas críticas. As ferramentas do PDC podem falhar de três maneiras principais: destacamento de folhas do PDC da base da ferramenta; fratura da folha; e danos à base de ferramentas. Para abordar esses três modos de falha, a qualidade da ferramenta PDC é garantida por meio de materiais de brasagem otimizados e processos de brasagem apropriados.

 

Atualmente, os metais de preenchimento de brasagem específicos do PDC disponíveis apresentam alto teor de prata, juntamente com elementos como níquel, manganês e cobalto. Esses preenchimentos exibem excelente molhabilidade para carboneto cimentado, alta resistência de brasagem e uma diferença de temperatura de fase de líquido sólido geralmente controlado entre 50 graus e 80 graus.

 

Para resolver a questão do destacamento de folhas, os engenheiros estão comprometidos em melhorar o desempenho do material de brasagem, como substituir metais de carga de alta resistência, como Bag40cuznni, Bag45cuzn e Bag50cuzn. No entanto, o processo de brasagem foi negligenciado. Devido à natureza quebradiça das folhas compostas do PDC, o uso de materiais de brasagem e processos com temperaturas de fusão excessivamente altas podem levar a rachaduras, lascar, desintegração e lascar nas folhas compostas. A pesquisa mostrou que a temperatura de brasagem permitida para folhas de PDC de alta qualidade não deve exceder 780-800 graus, enquanto a de folhas de PDC de qualidade geral não deve exceder 750 graus.

 

 

 

Devido à ampla variedade e variedade de ferramentas de diamante, os processos e equipamentos de brasagem resultantes são numerosos. Brasagem de chamas, brasagem de banho de sal, brasagem de indução, brasagem de resistência, brasagem da fornalha, brasagem a vácuo e brasagem a laser, todos competem entre si. Atualmente, a brasagem de indução e a brasagem a vácuo são os processos dominantes.

 

Brasagem de chama é um método de brasagem desenvolvido precoce. O equipamento necessário é simples e leve, a fonte de gás está amplamente disponível e o custo do processo é baixo. No entanto, sua temperatura de aquecimento é difícil de controlar e foi gradualmente eliminada do mercado convencional.

 

O brasagem de banho de sal oferece aquecimento rápido e uniforme, alta eficiência de brasagem e menos deformação do metal base durante a brasagem, tornando -o adequado para a produção em massa. No entanto, a brasagem de banho de sal deixa uma grande quantidade de fluxo na peça de trabalho após a soldagem, resultando em uma grande quantidade de águas residuais e poluição ambiental da limpeza pós-lava. Além disso, o equipamento de brasagem de banho de sal é caro, o processo é complexo e o ciclo de produção é longo. Mais importante, a tendência da fabricação verde está eliminando a brasagem de diamantes para ferramentas de diamante.

 

A brasagem de indução de alta frequência oferece aquecimento rápido e alta eficiência de brasagem; É fácil de operar e muito trabalhoso; E pode enfiar várias formas complexas e peças de trabalho com vários dentes. Ao usar alimentação automática, proteção à atmosfera ou brasagem de indução de vácuo, as juntas exibem excelente aparência e qualidade soldada. Esse método não apenas oferece baixos custos de produção para uma única solda, mas também permite que o substrato seja re-limitado e reutilizado. Com o aumento dos custos de mão -de -obra na fabricação de ferramentas de diamante e a crescente demanda por qualidade consistente da brasagem, a brasagem automática de indução tornou -se o principal método para as ferramentas de serra de diamante de brasagem. A brasagem automática de indução de ferramentas de diamante permite a separação automática dos dentes, a identificação automática e a coleta de lâminas e a alimentação automática de almofadas de brasagem. Oferece vantagens como alta precisão de soldagem, articulações soldadas fortes e vida útil longa. Uma pessoa pode operar várias máquinas, reduzindo significativamente os custos de mão -de -obra.

 

A brasagem de resistência é comumente usada para brasagem de bastões de brasilagem e produz excelente qualidade de solda. No entanto, devido à alta temperatura geral da lâmina, isso afeta a vida útil do diamante. Atualmente, apenas algumas empresas usam esse processo.

 

A brasagem do forno (brasagem da atmosfera contínua) é usada principalmente na produção de pequenas lâminas de serra e ferramentas de diamante em forma especial. Geralmente usa hidrogênio e nitrogênio, gerados pela decomposição da amônia, como redução de gases. O aquecimento é lento e uniforme, resultando em articulações brasiladas esteticamente agradáveis, qualidade confiável e uma superfície brilhante da peça de trabalho. Também possui alta eficiência de produção e baixos custos de soldagem, tornando -o adequado para a produção em massa.

 

A brasagem a vácuo, que geralmente usa aquecimento por radiação de um forno de resistência, oferece alta eficiência de produção e aquecimento uniforme, tornando -o adequado para soldagem complexa e ferramentas de diamante grandes. Atualmente, a brasagem a vácuo de ferramentas de diamante de camada única é amplamente utilizada na fabricação de ferramentas de restauração, rodas de moagem, ferramentas de pedra e ferramentas de vidro. A brasagem a vácuo de ferramentas de diamantes de várias camadas também possui perspectivas promissoras de aplicação industrial.

 

Nos últimos anos, a brasagem a laser ganhou gradualmente a aplicação na produção de ferramentas de diamante de camada única. A brasagem a laser aquece rapidamente a peça de trabalho, minimizando o tempo em que o diamante permanece em alta temperatura durante o processo de soldagem, impedindo efetivamente a grafitização. Além disso, o processo de brasagem a laser atinge um arranjo ordenado de partículas de diamante, resultando em alta eficiência de aquecimento e controle preciso da temperatura. É capaz de usinar superfícies curvas complexas, possui um alto grau de automação e oferece um ambiente de trabalho favorável. A brasagem a laser pode ser usada para soldar grandes, complexas e peças de trabalho de formato irregular, evitando a proximidade e os efeitos da pele associados à brasagem de indução de alta frequência.

 

 

 

A brasagem de ferramentas de diamante tornou -se uma ocupação especializada, consumindo quase 1.000 toneladas de materiais de brasagem anualmente e empregando dezenas de milhares de pessoas no mercado interno. A indústria está florescendo e existem cinco tendências de consenso: automação, fabricação verde, processos integrados, fabricação de alta qualidade e fabricação econômica.

 

A automação e a fabricação verde são conceitos fundamentais e os principais projetos de fabricação na China 2025. Os custos trabalhistas na indústria de ferramentas de diamantes estão aumentando, até ameaçando o desenvolvimento da indústria. A brasagem automatizada é uma necessidade comum da indústria. Todos os produtos com grandes volumes de produção estão se movendo para a brasagem automatizada. Atualmente, a brasagem automatizada de lâminas de serra está se tornando cada vez mais madura, e o equipamento automatizado de brasagem para outros produtos é iminente.

 

A fabricação verde abrange a redução de emissões, a conservação de materiais, a melhoria da eficiência energética e diminuindo o consumo de energia. A brasagem da ferramenta de diamante fez um rápido progresso na redução do consumo de material e na conservação de energia, mas o progresso foi mais lento na adoção de metais de preenchimento de brasagem sem cádmio e com brasagem de fluxo e redução do uso de fluxo. Ferramentas de diamante (como brocas, escolhas, lâminas de serra e ferramentas de corte) são produtos dissipativos. O metal de preenchimento de brasagem dentro deles se esgota durante a operação normal. Elementos como chumbo e cádmio no metal de enchimento podem ser liberados no ar, solo e água, poluindo o meio ambiente. Alguns elementos podem ser ingeridos por seres humanos, potencialmente prejudicando a saúde humana.

 

Processos combinados de brasagem, incluindo indução de chamas, incorporação de indução e brasagem de nome de indução do forno, ativar a brasagem rápida e de todas as posições de ferramentas complexas e em larga escala. Isso reduz o tempo de brasagem, melhora a durabilidade e a confiabilidade da ferramenta e estende a vida útil da ferramenta.

 

A melhoria da qualidade exige vida de fadiga mais longa para articulações soldadas, e os defeitos na costura do brasa são um fator importante que afeta a vida útil da fadiga. Portanto, à medida que a vida das ferramentas de super -hard aumenta, há uma demanda crescente para reduzir continuamente defeitos na costura do brasão e melhorar a qualidade das articulações soldadas. Quando os materiais e processos de brasagem são apropriados, a limpeza de metais de enchimento é um fator -chave que influencia a formação de defeitos.

 

A economia é uma demanda eterna da indústria de manufatura. Solda de baixa prata, solda baseada em cobre, brasagem composta e solda pré-fabricada são as principais instruções para economizar custos de solda; Processo de brasagem eficiente e tecnologia de brasagem de alta confiabilidade são outra maneira de reduzir os custos de brasagem.

 

 

(1) As ferramentas de diamante são de vários tipos, e a tecnologia de brasagem é uma tecnologia essencial na fabricação de várias ferramentas.

(2) A tecnologia de brasagem possui quatro aplicações principais na fabricação de ferramentas de diamante: brasagem de difusão na sinterização da cabeça do cortador, brasagem da cabeça do cortador, brasagem da ferramenta de diamante de camada única e brasagem da ferramenta PDC.

(3) O pó pré-ligado é uma maneira eficaz de melhorar o desempenho abrangente das cabeças do cortador de diamantes. O pó pré-ligado ativo pode melhorar sinergicamente a nitidez e a vida útil das ferramentas de diamante.

(4) A tecnologia chave para a Brasiling Diamond Cutter Heads é o metal de preenchimento de brasagem personalizado e o processo de brasagem eficiente. A tecnologia principal para as ferramentas de brasagem do PDC é o metal de preenchimento de brasagem de alta qualidade. A principal tecnologia para a brasagem de ferramentas de diamante de camada única é o equipamento e o metal de preenchimento de brasagem.

(5) A brasagem das ferramentas de diamante está se desenvolvendo para automação, esverdeamento, integração de processos, melhoria da qualidade e economia.