O que é o diamante policristalino (PCD)?

Diamante policristalino (PCD)é um novo tipo de material de super -hard que foi estudado e usado internacionalmente desde a década de 1970 . é sinterizado a uma alta temperatura de 1400 graus e uma alta pressão de 6GPA . Este site usará um artigo para explicar claramente o que o diamante polycrystalline é .}}}}

 

O diamante policristalino é um material de engenharia e um novo material funcional; it is both a high-tech product and a high-efficiency product. With the development of modern industry and science and technology, polycrystalline diamond has been increasingly widely used in modern industry, national defense, and high-tech fields due to its excellent mechanical, thermal, chemical, acoustic, optical, and electrical properties.

As ferramentas policristalinas de diamante se tornaram um meio indispensável no processamento moderno de corte . Isso é refletido principalmente nos seguintes aspectos:

1. Corte de alta velocidade e processamento de alta estabilidade
2. Processamento de espelho de ultra-precisão
3. Corte a seco, processamento limpo

 

 

 

(1) Alta dureza e resistência ao desgaste

• A dureza do diamante policristalino é de cerca de 10, 000 HV, que é o material mais difícil do mundo . é muito mais difícil do que o carboneto cimentado e a cerâmica de engenharia . porque o diamante de policristalina é extremamente difícil e é o que se desgaste.

 

(2) baixo coeficiente de atrito

• O coeficiente de atrito entre o diamante policristalino e alguns metais não ferrosos é menor que o de outros materiais, cerca de 1/2 do de carboneto cimentado . O coeficiente de fricção baixo não apenas reduz a deformação e a força da rousidão (também impede a geração da borda construída durante o corte, a redução da redução da rousness da rousness da rudeza da rousidão da rousidão da rousness da rousness da rousness da rousness da rousness da riqueza da rousacidade da rousness da rousness da rousness (a rousacidade da rousness (maquiagem (também impede a geração da geração de cortes durante a redução da rousness (a rousness da rousness (machine 5).

 

(3) alta condutividade térmica

• A condutividade térmica do diamante policristalino é muito alta, melhor que a de prata e cobre e muito maior que a do carboneto cimentado em geral ., portanto, o calor de corte é facilmente dissipado durante o processo de corte; portanto, a temperatura de corte é relativamente baixa .}

 

(4) alta precisão de usinagem

• Como as ferramentas de diamante policristalino têm um coeficiente de expansão térmica baixo e um módulo elástico alto, elas não são facilmente deformadas durante o processo de corte . sob a ação da força de corte, as ferramentas podem manter seus parâmetros originais, portanto, permanecem nítidos por um longo tempo e possuem alta precisão de corte .}} Durabilidade e taxa de corte podem ser melhoradas e uma boa superfície de usinagem pode ser obtida .

 

Problema principal:

A alta dureza e alta resistência ao desgaste dos materiais PCD dificultam muito a moldagem e o acabamento da superfície, o que dificulta seriamente sua promoção e aplicação .

 

Métodos de processamento comuns:

EDM, processamento a laser, processamento químico, processamento ultrassônico .

 

Método de processamento ideal:

moagem ou lappeamento .

 

 

Ⅰ Moagem (polimento)

Devido à alta dureza e resistência ao desgaste do diamante policristalino, sua moagem inclui principalmente moagem de rodas de diamante, moagem de descarga e moagem eletrolítica ., entre eles, o método de moagem mais simples e eficaz é a moagem das rodas de diamante . no processo de processamento real, os diferentes métodos de moagem) também podem ser combinados.}} {}} {} {} 2 processos, os diferentes métodos de moagem)

 

(1) Moagem de roda de diamante

Quando as rodas de moagem de diamante são usadas para moer o diamante policristalino, a pressão de contato e a força de moagem entre a roda de moagem e a peça de trabalho são relativamente grandes, exigindo que o sistema de moagem tenha rigidez suficiente e alta precisão ({0}}} nos últimos anos, muitos países estão desenvolvendo e pesquisando mecanismo de moagem especiais e políticos de moagem para policiais de moagem nitreto) . Por exemplo, a série CPG de moedores de precisão da ferramenta de diamante de alta rigidez e a série CP de rodas de moagem de diamantes especiais de alta eficiência desenvolvidas pela Osaka Diamond Industry Co ., Ltd . no Japão no Japão no Japão no Japão

 

(2) Retificação de espelho de elídio de diamante policristalino

Online electrolytic dressing grinding wheel (ELID) precision mirror grinding technology is a new ultra-precision machining technology developed by Dr. Omori Masaru of the RIKEN Institute of Physical and Chemical Research in the late 1980s. Its basic principle is to continuously sharpen and dress the grinding wheel during the grinding process by utilizing the dynamic balance between the nonlinear electrolytic dressing effect and O efeito de inibição eletrolítica da camada isolante de óxido na superfície da roda de moagem abrasiva super-de-ligada a metal, para que a roda de moagem abrasiva tenha uma protrusão constante, para que a roda de moagem possa ser sempre processada no rio de moagem de rio ({6}}}} »»}

 

Usando rodas de moagem de diamantes ligadas a metal e tecnologia de retificação de espelho de precisão ELID para processar o diamante policristalino pode obter bons resultados . É uma nova maneira de processar o diamante policristalino com excelente valor de promoção e perspectivas de aplicação .

 

(3) Moagem de mecânico

As características do gerador de pulsos são muito importantes no processo de usinagem eletro -marca, especialmente para materiais PCD . PCD, possui uma certa condutividade, boa condutividade térmica e um ponto de fusão muito alto ., portanto, a usinagem eletro -marca tradicional do diamante policrálico é muito difícil.}}

 

 

O mecanismo de remoção da moagem de parque eletroesospato do PCD inclui: gaseificação de diamante, oxidação de diamante, conversão de diamante em grafite e carbono amorfo, a força de ejeção gerada pela descarga de mecha de mecude, a tensão térmica na superfície de diamante e a fratura e a fratura de diamante {}}}} entre eles, a pó de diamante de diamante.} entre eles, a gráfica da diamante. Ele não apenas desempenha um papel condutor e mantém a existência do canal de descarga, para que o topo do pico saliente do filme de diamante possa ser gasificado, mas também o processo de oxidação de grafitização do diamante é realizado continuamente, removendo assim o diamante .

 

A usinagem eletro-marca e a retificação da eletro-marca do diamante policristalino são métodos de processamento eficientes e de baixo custo, mas eles não podem efetivamente processar grandes áreas de diamante policristalino .

 

Ⅱ Moagem abrasiva

Existem três métodos principais para moer diamante policristalino: um é usar uma roda de diamante de grão fino ligado a resina para moagem de precisão; O outro é usar um disco de aço de alta endurecimento endurecido (ou disco de ágata) e moer diretamente sem adicionar nenhum abrasivo; E o outro é usar um disco de ferro fundido rotativo de alta velocidade suplementado por Diamond Micropowder para moagem ., pode ser usado como um processo de polimento fino para diamante policristalino e é uma parte importante da fabricação de ferramentas de diamante policristalino policristalino .}}}}

 

(1) Moagem de moagem de diamante Retinging de diamante policristalino

A moagem do diamante policristalino com a roda de moagem de diamantes é semelhante à moagem com a roda de moagem, exceto que o tipo de roda de moagem é diferente . moagem geralmente usa uma roda de moagem ligada a resina com uma concentração de 50% de diamante de When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When When DeriMing de When -70% e um tamanho de grãos de W 40- -70}}} 4 {4 {4-70% e um tamanho de grãos de when using de When Os materiais por abrasivos de diamante na roda de moagem é essencialmente um processo de interação entre dois objetos de dureza e propriedades semelhantes, que são fundamentalmente diferentes do processo de retificação tradicional ., portanto, o mecanismo de retificação e o processo de retificação de PCD tem suas próprias características .}}}

 

(2) moagem de disco de aço de alta velocidade do PCD

The basic principle of high-speed steel disc grinding of PCD is that the PCD workpiece rubs against the high-speed rotating high-speed steel disc under a certain pressure, generating friction heat, which increases the temperature of the sliding interface. The high temperature generated on the sliding interface (grinding surface) is conducive to the oxidation, graphitization, diffusion, bonding and thermal stress crushing of the diamond grains on the sliding Interface no PCD, alcançando assim o objetivo de moer .

According to the chemical properties of diamond, some metal elements can react chemically with it and cause it to disintegrate. If the grinding disc itself contains the above-mentioned metal elements, it will cause the diamond on the grinding sliding interface to diffuse, bond, and thermally erode, which will help improve the efficiency of grinding. However, the temperature of the grinding sliding interface should not be too high, otherwise it afetará a qualidade da superfície do processo de moagem .

 

(3) Moagem abrasiva de diamante policristalino

A moagem abrasiva do diamante policristalino é um dos métodos tradicionais de processamento . durante o processo de moagem abrasiva, a clivagem e a fratura frágil dos grãos é um dos principais métodos de remoção no processo de retificação do PCD; As partículas abrasivas nítidas arranham o PCD a alta velocidade e pressão apropriada, resultando em um grande número de arranhões prejudiciais na superfície dos grãos de diamante . esses arranhões podem ser divididos em arranhões plásticos e arranhões quebradiços ., esse método também é um método de remoção mecânica para o método para PCD para PCD .}}}.} REMATE, o método mais importante é um método de remoção mecânica para PCD para PCD .} thermal etching removal, diffusion removal, oxidation removal, etc., but thermochemical removal methods do not occupy a major position in the removal of PCD materials. Abrasive grinding has high precision, but extremely low efficiency. However, when assisted by ultrasonic grinding, the efficiency will be greatly improved.

 

Ⅲ Outros métodos de processamento

(1) Fio EDM

 

Wire EDM is a process that uses pulse discharge in a local area between the electrode wire and the workpiece to achieve the cutting of the workpiece material. It is one of the commonly used methods for PCD cutting. Wire EDM polycrystalline diamond is mostly used to make machining tools, geological drill bits and wire drawing tools. The shapes of these workpiece molds are complex and Variado . usando o Wire EDM Machine Tools para formação é atualmente uma maneira boa e economicamente viável .

 

(2) Processamento a laser

O mecanismo deProcessamento a laser de diamante policristalinois as follows: a beam of laser beam with extremely high energy density is irradiated onto the surface of polycrystalline diamond. Part of the light energy is absorbed by the surface and converted into heat energy. The temperature of the local area of ​​the irradiated spot rises rapidly to tens of thousands of degrees, causing the polycrystalline diamond material to melt locally or even Vaporizar e formar um poço . Ao mesmo tempo, a difusão do calor também começa, resultando no derretimento do material ao redor do local . à medida que a energia do laser continua sendo absorvida, a forma de uma pressão (a pressão aumenta (o material moldado é a velocidade de uma velocidade na forma de uma forma de uma forma de uma explosão (a pressão) (a pressão moldada é a forma de uma velocidade na forma de uma forma de uma forma de explosiva (a pressão) (o material moldado é a velocidade da forma de uma forma na forma de uma forma de explosiva (a pressão) (o material moldado é ejetado a »), a forma da forma de uma forma de explosiva) (o material moldado é enejeta -se em forma de velocidade na forma de uma forma de explosiva (a forma) (o material moldado é enejetado em forma de velocidade na forma de uma forma de uma forma de explosiva (a forma) (o material moldado é ejetado a»), a forma de uma forma de explosiva (a pressão) é a forma de rejeição). Forte onda de choque em uma direção dentro da peça de trabalho . dessa maneira, o diamante policristalino removerá parte do material sob a ação da vaporização de fusão de alta temperatura e ondas de choque, formando laser de gravação de laser .

Laser processing is a non-contact processing and has excellent characteristics in PCD material processing. It can process high-purity PCD materials (such as polycrystalline diamond films). The processing deformation and thermal deformation are very small. In addition, the laser processing speed is fast and the efficiency is high. It is a relatively effective processing method. In particular, it shows its superiority in micro-hole processing and non-conductive superhard material processing. However, there are still problems such as difficulty in controlling dimensional accuracy and repeatability, and micro-graphitization on the processing surface, which still need to be refined. At present, it can only be used for rough processing or Semi-final . Os parâmetros do laser que desempenham um papel decisivo nos materiais de processamento a laser são a largura do pulso, a potência máxima do pulso e a potência média do pulso .

 

(3) Processamento químico

O processamento químico do diamante policristalino é baseado na característica de que o diamante pode ser dissolvido em nitrato de potássio fundido, nitrato de sódio e fosfato de sódio . nitrato fundido é usado para dissolver o diamante de policristica de superfície, o diamante de diamante de policristica de superfície, o que o diamante de energia de policristica é o que a distribuição de policristina é o que o diamante do principal gravado de policristão é o que a distribuição de policristina é o que o diamante do principal gravado de policina o indicador de estado de estado de estado de estado de gravação de gravação de gravação De áspero a suave . ao mesmo tempo, devido à reação de oxidação, um filme de óxido pode ser gerado na superfície do diamante, que pode ser removido pela moagem e depois dissolvido .

 

(4) Processamento ultrassônico

Processamento ultra -sônico de diamante policristalino usa pó de diamante (1-50 um) como partículas abrasivas livres para o processamento . Os fatores que afetam o processamento ultra -sônico de materiais PCD, principalmente a frequência de vibração, a amplitude, o tamanho do pó de diamante, a pressão da unidade, a área de processamento, etc. Rotamento ultrassônico e processamento de moagem ultrassônica, que são usados principalmente para processar orifícios internos de PCD e morrer de desenho de arame PCD e morrer de jateamento de areia . O componente central do método de moagem ultrassônica »» »» »» »» »ROTATION EXIMATIMENTE {ROTATION ° {O outro» »» »ROTATION EUTO SPEEL

 

 

PCD tools have very high durability (more than dozens of times longer than carbide tools), stable dimensional processing accuracy and good workpiece surface roughness. The main processing objects are non-ferrous metals, non-metallic materials and woodworking materials containing Al2O3, alloys, ceramics, various fiber and particle reinforced composite materials, plastics, rubber, graphite, glass, Wood, etc ., e também pode executar o processamento de ultra-precisão nos materiais acima . atualmente, as principais variedades são pcd lâminas de serra de madeira e ferramentas de faca, ferramentas de faca, ferramentas para pcd e ferramentas de ferramentas para pcd, comutores de ferramentas para PCD, ferramentas de ferramentas para PCD, ferramentas de ferramentas para PCD, ferramentas de ferramentas para PCD, comutores de pcd, comutores de ferramentas para PCD, ferramentas de ferramentas para PCD, ferramentas para PCD, ferramentas para PCD, ferramentas para PCD, ferramentas de ferramentas para PCD, ferramentas para PCD, ferramentas para PCD, ferramentas para Pc facas .

 

As ferramentas PCD são responsáveis por 60% do aplicativo no campo automotivo . ferramentas PCD são usadas principalmente no campo automotivo para processar a saia, orifício de pino, bloco de cilindros, caixa de engrenagens, carburador, etc. . de pistões de mecanismo .}}, uma vez que os componentes têm um silicão de mecanismo. Tenha requisitos altos para a vida útil da ferramenta, o que dificulta as ferramentas de carboneto para atender a esses requisitos . As ferramentas de diamante são 10-50 vezes mais duráveis que as ferramentas de carboidratos, garantindo a estabilidade dimensional dos componentes e melhorando bastante a velocidade de corte, o processamento da eficiência da peça de trabalho.}

 

 

The widely used artificial boards are obviously different from traditional wood. In a sense, artificial boards are synthetic resins, and their processing is also different from traditional wood. In particular, the development of artificial boards such as medium-density fiberboard, plywood, particleboard and composite flooring has accelerated the demand for superhard tools, so that diamond tools have gradually replaced traditional Ferramentas de madeira no mercado . Entre elas, o Al2O3 na camada mais externa do piso laminado tem uma grande influência no desgaste das ferramentas de carboneto . O uso de ferramentas PCD pode resolver efetivamente este problema .}}}}}}

 

As ferramentas gerais são propensas a se esgotar ao cortar bordas e cortar placas piezoelétricas, o que afeta a instalação e o posicionamento de vários componentes elétricos, e toda a placa impressa não é bonita .} »Ferramentas MulliVents Ter uma fórmica de fúria de fúria de fúria de fúria (eficiência de processamento» »» »» »» 1 »» Página de processamento »Postos de fúria de fúria de processamento» e maca de processamento »» Página de processamento de fórmica de fúria »e maca de processamento‘ »» »» »» »» Páliques »Pástios de processamento (eficiência de processamento» »» »Pástio de fúria de fúria de processamento» e fútil de processamento »» »Processamento de processamento» »Pástio de processamento de fútil) Feito de materiais PCD, não são fáceis de usar, e a velocidade da linha de processamento é tão alta quanto 1500-2000 m/s, portanto a eficiência do processamento é alta e o custo de processamento é baixo e é amplamente utilizado .

 

Indústria de perfuração geológica do petróleo:

• Polycrystalline diamond drill bits use sharp, highly wear-resistant, self-sharpening polycrystalline diamond cutting blocks as cutting elements, so that they can achieve high footage (4-6 times that of roller bits) and high drilling speed (more than 2 times higher than roller bits) at low drilling pressure (about 40kN). It has higher safety than roller bits, which can greatly improve drilling efficiency and reduce drilling costs. PCD drill bits have outstanding advantages in large sections of soft to medium hardness formations, especially in high-cost offshore drilling and ultra-deep wells and small borehole drilling. The PCD drill bit has incomparable advantages over the roller drill bit.

 

Die a haste da haste

• Wire drawing die is a very important die for various metal wire manufacturers (such as wire and cable factories, steel wire factories, welding rod and wire factories, etc.) to draw wire rods. The application range of wire drawing die is very wide. It is mainly used for drawing straight-line difficult-to-process objects such as bars, wires, wires, and Pipes . é adequado para desenhar aço, cobre, tungsten e metais equivalentes e materiais de liga .
• Ao desenhar fios de cobre do mesmo diâmetro, a vida útil da matriz de diamante policristalino é 300-500 vezes a da matriz de carboneto cimentado, 80-100 vezes ao desenhar fios de níquel, e 50-80 vezes desenhar o Molibdensts de pólvão.} 20-60 times that of the cemented carbide die. In addition to the commonly used wire and cable drawing dies, polycrystalline diamond wire molds also have enameled wire molds for motors, electrical appliances, transformers, and precision inner lead molds for integrated circuits.

 

Processamento de corte de vidro

• As a glass cutting tool with excellent performance, the cutter wheel made of polycrystalline diamond is mainly used for high-precision and high-quality cutting of liquid crystal glass in the electronics industry. It can also cut architectural and automotive glass. It is an ideal substitute for ordinary glass knives and carbide glass cutter wheels. Both the core rod and the cutter A roda é feita de material de diamante policristalino, que tem as vantagens de alta precisão de processamento, resistência ao desgaste, boa consistência e vida extraordinária de serviço .

 

Processamento de pedra preciosa

• Compared with traditional electroplated diamond grinding wheels, the most prominent advantage of polycrystalline diamond in this field is the long tool life. In many cases, the working layer of electroplated diamond tools is a single layer of diamond. When grinding high-hardness jade, it will soon be worn and lose its working ability, while polycrystalline diamond completely overcomes this weakness and greatly improves eficiência de processamento .
• Gemstone processing is a new application field for polycrystalline diamond tools in recent years. The market prospect is very promising, which has greatly expanded the market of polycrystalline diamond. The hardness of this new type of polycrystalline diamond is lower than that of polycrystalline diamond used in drilling and other fields. Some special treatments have been done to adapt para o processamento de pedra preciosa .

 

Outros usos

• Polycrystalline diamond has achieved good results in situations where high wear resistance, high dimensional accuracy and good contact are required. Polycrystalline diamond is used to replace natural diamond to make the ball support of the semi-automatic grinding wheel frame, with a life of 2500h, which is much better than traditional materials. Polycrystalline diamond dressing pens can be used to dress almost all grinding rodas, incluindo rodas de moagem de nitreto de boro cúbico .

 

 

 

1. As especificações estão ficando cada vez maiores .
2. Refinamento de grãos, otimização da qualidade e homogeneização de desempenho . Produtos de diamante policristalino precoce geralmente usavam pó de diamante de cerca de 50um, mas agora ele se desenvolveu para usar 2um ou até menos de 0 . 5um, de modo que as ferramentas de diamante de policrystalline e as ferramentas de desenho de fios não são mais inferiores.
3. A taxa de desgaste está cada vez mais alta . A resistência ao desgaste do diamante policristalino é um indicador importante para medir seu nível de qualidade . como um novo tipo de produto de material de super -hard, após anos de pesquisa e produção, seu nível de qualidade foi melhorado e a razão de desgaste está ficando mais alta e mais alta.}}}} 2
4. Diversification of shapes and structures. In the past, polycrystalline diamond products were generally in the form of sheets and cylinders. Due to the increase in size and the improvement of processing technology (such as electric spark and laser cutting technology), the number of diagonal, herringbone, gable spherical, curved and other special-shaped materials has increased. Para atender às necessidades de ferramentas de corte especiais, os produtos de diamante policristalino embrulhados, sanduíche e bobina de flores também apareceram .

 

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