브레이징 다이아몬드 도구의 지식 포인트 (1 부)

 

키워드 : 다이아몬드, 다이아몬드 도구, 브레이징 재료, 브레이징 기술, 다이아몬드 도구에서 브레이징 기술 응용

 

 

 

다이아몬드는 많은 우수한 특성을 결합한 기능적 재료입니다. 그것은 현재까지 발견 된 가장 어려운 천연 물질이며, 독특한 광학, 열 및 기계적 특성은 기능적 재료로서의 상태를 더욱 향상시킵니다. 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 합성 다이아몬드는 단결정 및 다결정 다이아몬드로 더 나뉩니다. 세 가지 유형의 다이아몬드는 다이아몬드 도구를 만드는 데 사용될 수 있습니다.

 

최근 몇 년 동안 Global Synthetic Diamond Production은 150 억 캐럿에 도달했으며 중국은 합성 다이아몬드 생산에서 지속적으로 1 위를 차지했습니다. 시장의 후배자 인 중국은 지난 20 년 동안 다이아몬드 도구 산업에서 빠른 발전을 경험했으며 세계 최고 생산을 달성 할뿐만 아니라 포괄적 인 새로운 도구를 개발했습니다.

다이아몬드 도구에는 주로 석재 가공, 세라믹 수정, 지질 드릴링, 오일 시추 및 채굴에서 광범위한 응용 분야가 있습니다. 또한 건축, 건축 자재, 가공, 광학 유리 및 보석 가공, 전자 및 전기 산업에서 중요한 역할을합니다. 현대식 제조업은 점점 더 다이아몬드 도구를 요구하고 있으며, 고급 장비 제조는 다이아몬드 절단 도구 개발에 점점 더 의존하고 있습니다. 특히 단단하고 부서지기 쉬운 재료의 가공을 위해 고속, 초고속, 고정밀 및 초고전 절단 및 연삭에는 이제 다이아몬드 도구와 분리 할 수 없습니다. 다이아몬드 도구는 톱질 도구, 연삭 및 연마 도구, 절단 도구, 드릴링 도구 및 와이어 드로잉 다이를 포함한 애플리케이션으로 분류 할 수 있습니다.

 

 

다이아몬드 톱질 도구는 다이아몬드 원형 톱날, 다이아몬드 갱 톱, 다이아몬드 와이어 톱, 다이아몬드 와이어 톱 및 다이아몬드 홀 톱을 포함하여 모양으로 분류됩니다. 다이아몬드 원형 톱날은 현재 석재 및 건축 산업에서 가장 일반적인 톱질 도구이며 화강암, 대리석, 세라믹 및 콘크리트와 같은 제품을 자르는 데 널리 사용됩니다. 녹색 제조의 맥락에서, 다이아몬드 원형 톱날은 다이아몬드 톱형 톱을 향해 발전하고 있으며, 조합 톱과 갱 톱은 일반적인 예입니다. 갱 톱에는 수십 개의 다이아몬드 톱날이 톱 프레임에 나란히 장착되어 기존의 연마 톱보다 몇 배나 높은 절단 효율을 달성합니다. 결과 컷은 부드럽고 단면적이라도 매끄럽고 연삭 작업 부하를 크게 줄입니다. 다이아몬드 와이어 톱은 일반적으로 화강암과 대리석을 채석하는 데 사용되며, 강화 콘크리트 절단 또는 금속 구조를 절단하는 데 사용되며 점차 특수 모양의 석재 및 슬래브 가공으로 전환되고 있습니다. 다이아몬드 와이어 톱은 단단하고 부서지기 쉬운 재료의 정확하고 좁은 커프 절단이 가능하므로 반도체 및 태양 광 세포 슬라이싱에 널리 사용됩니다. 또한 도자기, 석영, 목재 및 기타 재료 가공에서 독특한 장점을 보여줍니다.

 

다이아몬드 그라인딩 및 연마 도구는 바인더를 사용하여 다이아몬드와 결합 된 기하학적으로 모양의 연마제를위한 일반적인 용어입니다. 다이아몬드 연마제는 높은 연삭 마감, 고효율, 낮은 가공 비용 및 긴 제품 수명을 제공합니다. 일반적인 다이아몬드 연삭 도구에는 분쇄 디스크, 그라인딩 블록, 연삭 헤드, 그라인딩 컵, 드럼, 롤러, 제곱 휠, 밀링 휠, 접선 휠, 호닝 바퀴, 호닝 스틱 및 호닝 블록이 포함됩니다.

 

다이아몬드 도구는 매우 높은 경도 및 내마모성, 높은 탄성 계수, 낮은 마찰 계수, 낮은 열 팽창 계수, 탁월한 열전달 및 비철 금속에 대한 낮은 접착력을 특징으로합니다. 다이아몬드 도구는 단단하고 부서지기 쉬운 비금속 재료 (예 : 세라믹, 흑연 및 복합 재료)를 가공하는 데 사용될 수 있으며, 거친 비철 재료 (예 : 구리 합금 및 알루미늄 합금)의 정밀 가공에 사용될 수 있습니다. 다이아몬드 도구는 다양한 유형의 성능, 구조, 준비 방법 및 응용 영역을 갖춘 다양한 유형으로 제공됩니다. 일반적인 다이아몬드 도구에는 다이아몬드 회전 도구, 다이아몬드 밀링 커터, 다이아몬드 보링 도구, 다이아몬드 브로치, 다이아몬드 드릴 비트 및 다이아몬드 형성 도구가 포함됩니다.

 

다이아몬드 드릴 비트는 고급 드릴링 도구로, 높은 시추 효율, 높은 구멍 품질, 최소 노동 강도 및 낮은 시추 비용을 제공합니다. 다이아몬드 드릴 비트는 주로 오일 드릴 비트, 석탄 드릴 비트, 지질 탐사 드릴 비트, 엔지니어링 탐사 드릴 비트, 얇은 벽 엔지니어링 드릴 비트, 유리 드릴 비트 및 복합 재료 드릴 비트를 포함한 적용별로 분류됩니다.

 

 

 

다이아몬드 제조 기술의 한계로 인해 개별 다이아몬드 입자는 비교적 작으며 종종 미세 입자 또는 분말로 공급됩니다. 이것은 다이아몬드 애플리케이션에서 도전을 제시합니다. 다이아몬드는 매트릭스 재료에 부착 될 때만 우수한 특성을 완전히 실현할 수 있으므로 매트릭스와의 결합은 적용에 중요합니다.

 

다이아몬드는 본질적으로 대부분의 금속과 호환되지 않습니다. 물리적으로, 다이아몬드 특성은 다른 재료와 호환되지 않으며 화학적으로, 금속 적으로 호환되지 않아 다이아몬드 결합을 제한합니다.

 

다이아몬드 산업 응용의 초기에는 다이아몬드 펜 및 유리 절단기와 같은 도구에서 볼 수 있듯이 기계식 설정이 주요 방법이었습니다. 이 도구에는 큰 다이아몬드 입자가 필요합니다.

 

더 작은 다이아몬드 입자의 경우, 기계적 설정은 거의 불가능하여 전기 도금 고정 설정 방법의 개발로 이어집니다. 전기 플레팅 다이아몬드 도구의 일반적인 과정은 공구 바디 가공, 치수 검사, 기계식 처리, 탈지, 산세, 절연 처리, 녹 제거, 핫 워터 세척, 양극 에칭, 핫 및 냉수 세척, 전기 도금, 전기 도금, 도금 층, 탱크 세정, 수소 제거, 검사 및 완료 도구를 두껍게합니다.

 

전기 도금 된 다이아몬드는 낮은 유지 강도와 낮은 다이아몬드 노출을 가지며, 이는 절단력과 선명도에 영향을 미칩니다. 브레이드 다이아몬드 도구는 이러한 단점을 해결합니다. 브레이드 다이아몬드 도구는 표면 세트로 분류되고 함침됩니다. 표면 세트 도구는 기판 표면에 다이아몬드를 직접 브레이징하는 것을 포함하는 반면, 함침 된 도구에는 복합재를 형성하기 위해 다른 재료와 소결 다이아몬드가 포함됩니다. 다이아몬드 복합재의 소결 과정은 본질적으로 다이아몬드와 기판 사이의 확산 브레이징 과정입니다. 다이아몬드와 카바이드를 소형 (PDC)으로 눌러 다이아몬드 결합을 카바이드 결합으로 변환합니다.

 

 

다이아몬드 매트릭스 (일반적으로 블레이드라고도 함)의 소결 과정은 또한 확산 브레이징 과정입니다. 다이아몬드 도구 브레이징은 단일 계층 다이아몬드 도구 브레이징, 다이아몬드 블레이드 브레이징 및 PDC 복합 시트 브레이징의 세 가지 주요 유형으로 분류 할 수 있습니다.

 

다이아몬드 블레이드의 뜨겁거나 차가운 압축 소결은 전형적인 확산 브레이징 과정입니다. 다이아몬드 블레이드 제조의 초기에, 저온 금속 분말은 일반적으로 다이아몬드를 추가로 고정시키기 위해 고온 금속 분말로 녹아 버렸다. 기술 발전으로 카바이드 형성 요소 (크롬, 티타늄, 바나듐 및 몰리브덴 등을 포함하는 활성 전 사전 합금 분말이 등장했습니다. 확산 브레이징 또는 브레이징은 활성 사전 합금 분말을 다이아몬드와 반응하여 탄화물을 형성함으로써 달성된다. 탄화물 형성은 느리게 진행되며, 이는 전당 합금 분말 및 다이아몬드의 탄소에서 활성 요소의 상호 확산 및 이동으로 인해 발생합니다. 이 과정은 원자 확산 및 반응이 발생하기 위해 특정 온도에서 오랜 시간이 필요하므로 뜨거운 프레스 소결이 더 쉽게이 확산 과정을 달성 할 수 있습니다.

 

브레이징 단일 층 다이아몬드 도구는 일반적으로 활성 또는 니켈 기반 브레이징 필러 금속을 사용합니다. 이 과정은 강한 탄화물 형성 요소 또는 합금의 존재를 통해 매트릭스 재료와 다이아몬드 사이에 화학적 야금 결합을 생성하여 다이아몬드에 브레이징 층의 그립을 향상시킵니다. 단일 층 브레이즈 도구는 흘림에 저항하는 노출 된 다이아몬드의 높은 비율을 특징으로하여 날카로운 절단과 칩 제거가 우수합니다. 다이아몬드의 질서 정연한 배열은 공구 표면에서 다이아몬드 층의 합리적인 분포를 보장 할뿐만 아니라 다이아몬드의 절단력을 극대화 할뿐만 아니라 다이아몬드 사용량을 크게 줄이고 공구 비용을 낮추고 절단 효율을 향상시킵니다.

 

브레이징 다이아몬드 도구 팁은 고유 한 과제를 제시합니다. 첫째, 도구 팁은 수많은 모세관이있는 분말 야금 제품입니다. 둘째, 공구 팁은 소결되어 표면과 내부에서 산화물이 존재합니다. 셋째, 도구 팁 구성은 다양하여 브레이징 재료와 프로세스에 대한 상당한 요구를 제시합니다.

 

PCD의 허용 가능한 가열 온도는 제한되어 있기 때문에 (일반적으로 720-780도를 초과하지 않는 열 내성 온도)은 은색 브레이징 재료가 주로 사용됩니다. 그러나, 일반적인 은색 브레이징 재료는 내열성이 낮고 다이아몬드와 탄화물에 대한 습윤성이 좋지 않습니다. 현재 브레이징 재료의 고온 강도 및 피로 특성을 개선하고 브레이징 공정을 최적화함으로써 PDC 브레이징의 요구 사항을 충족 할 수있는 특수 PDC 도구 브레이징 재료가 제공됩니다.

 

 

 

1930 년대 이후, 분말 야금 원리는 다이아몬드 원형 톱날을 제조하는 데 사용되기 시작했습니다. 초기 도구는 주로 다이아몬드, 고유 한 포인트 골격 금속 분말, 낮은 멜팅 포인트 원소 금속 분말 및 필러 재료로부터 소결되었으며, 낮은 멜팅 포인트 금속 분말은 브레이징 필러 역할을합니다. 1960 년대 이후, 다이아몬드 도구가 빠르게 개발되었고 점점 더 많은 기관들이 체계적으로 매트릭스 분말을 연구하기 시작했습니다. 사전 합금 분말 브레이징 필러, 특히 다이아몬드 도구 내에서의 확산 브레이징 특성에 대한 관심이 높아졌습니다.

 

다이아몬드 도구를 사용하는 동안 다이아몬드 자체의 마모 및 실패보다는 매트릭스 마모로 인해 상당량의 다이아몬드가 손실됩니다. 이로 인해 다이아몬드 활용률이 상대적으로 낮습니다. 전통적인 다이아몬드 세그먼트 제조는 매트릭스 내의 다이아몬드의 기계적 캡슐화에 의존하기 때문입니다. 다이아몬드는 금속 매트릭스 재료를 적시하지 않기 때문에 매트릭스가 특정 높이로 마모되면 다이아몬드는 금속 매트릭스와 쉽게 분리되어 다이아몬드 도구의 성능과 수명을 크게 줄입니다. 매트릭스의 다이아몬드 캡슐화 용량을 향상시키는 것은 조기 다이아몬드 손실을 방지하는 가장 효과적인 기술 측정입니다. 처음에,이 접근법은 주로 매트릭스 분말의 위상 형질 전환으로 인한 기계적 압출 및 캡슐화를 통한 그립을 개선하는 데 중점을 두었습니다. 지난 20 년 동안, 다이아몬드와의 활발한 합금 분말의 화학적 야금 결합에 대한 연구가 강화되었습니다.

 

니켈, 티타니늄, 지르코늄, 바나듐, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐과 같은 강력한 카바이드 형성 요소를 사전 할당 된 파우더에 추가하면 다이아몬드에 대한 합금의 습윤성이 향상되고 소결 과정에서 확산을 통해 화학 결합을 강화합니다. 이렇게하면 연삭 중에 다이아몬드의 모서리 높이가 증가하여 절단 효율과 다이아몬드 활용이 향상됩니다. 또한, 브레이징 필러 금속으로 작용하는 사전 합금 분말은 다이아몬드 절단 비트의 안정성과 일관성을 향상시킵니다. 새로운 브레이징 재료 및 기술의 주 주요 실험실은 분말 확산 브레이징 메커니즘에 기초하여 파우더 브레이징 필러 금속을 체계적으로 연구하고, FBAG625, FBAG737, FBCU14, FBCU17, FBCU18 및 FBCU70 및 FBCU423을 포함한 일련의은 및 구리 기반 분말 브레이징 필러 금속을 개발했습니다.

사전 합금 분말의 용융 온도 범위는 다이아몬드 공구 비트의 소결 온도와 호환되기 때문에, 핫 프레스 및 소결은 확산 브레이징 프로세스이며, 냉간 프레스 및 소결은 일시적인 액체 분열 브레이징 브레이징 프로세스입니다. 핫 프레스 공정은 모두 온도에서 고유 한 포인트 요소와 다이아몬드 사이의 습윤 반응을 가능하게합니다.

 

원소 금속 파우더를 대체하는 반응성 전 사전 파우더는 함침 된 다이아몬드 복합재의 브레이징 소결, 다이아몬드 도구 매트릭스 금속 파우더의 고르지 않은 혼합과 같은 기술적 병목 현상을 해결하는 데 사용됩니다. 성분 및 불안정한 결합 강도. 다이아몬드 인레이에 대한 매트릭스의 기계적 유지 효과는 인레이/브레이징 복합 연결에 최적화되어 다이아몬드 블레이드 높이와 선명도를 향상시킵니다. New Brazing Materials and Technologies의 State Key Laboratory에서 개발 한 사전 합금 분말로 준비된 블레이드로 화강암을 절단 할 때 절단 속도는 1.5 ~ 2 배 증가하고 SAW 블레이드 수명은 1.2 ~ 1.6 배씩 연장 될 수 있습니다.

 

 

단일 층 다이아몬드 도구의 직접 브레이징은 주로 연삭 휠 드레싱 펜, 측정 도구, 석재 도구, 보석 또는 유리 조각 도구, 다이아몬드 그라인딩 휠, 다이아몬드 그라인딩 휠 및 다이아몬드 파일 제조에 사용됩니다. 브레이징 공정은 다이아몬드, 브레이징 필러 금속 및 금속 기판 사이의 야금 결합을 달성하여 높은 결합 강도를 초래합니다. 다이아몬드의 모서리 높이는 전기 도금으로 달성 한 것보다 상당히 큽니다. 결과적으로, 브레이즈 된 단일 계층 다이아몬드 도구는 날카 롭고, 칩 클리어런스가 크며, 사용 중에 막힘에 덜 취약하며 높은 다이아몬드 그릿 활용을 달성합니다.

 

대부분의 브레이징 필러 금속 합금은 습윤 다이아몬드가 어려우며 다이아몬드는 고온에서 흑연 및 산화에 취약합니다. 다이아몬드의 흑연 전이 온도로 인해 브레이징 온도는 진공 환경에서도 1050도를 초과해서는 안됩니다. 다이아몬드 브레이징은 브레이징 필러 금속의 제한된 선택을 가지고 있습니다. 선택된 충전제 금속은 다이아몬드로 우수한 습윤을 보장하고 화학 및 야금 결합을 형성해야합니다. 또한 선명도를 유지하고 과도한 부식을 피해야합니다. 또한 필러 금속의 마모 특성은 최적의 다이아몬드 노출과 긴 서비스 수명을 보장하기 위해 작업중인 재료와 호환되어야합니다.

 

티타늄, 지르코늄, 크롬 및 바나듐 습식 다이아몬드와 같은 카바이드 형성 요소는 녹는 온도가 너무 높아서 다이아몬드가 고온에서 심하게 흑연화 될 수 있습니다. 코발트, 철 및 알루미늄은 액체 상태에서 효과적으로 젖은 다이아몬드를 효과적으로 젖 힙니다. 현재 다이아몬드 습윤성을 향상시키고 열 손상을 줄이기 위해 두 가지 일반적인 프로세스가 사용됩니다. 하나는 기존의 브레이징 합금에 활성 요소를 추가하여 다이아몬드에 대한 습윤성과 친화력을 향상시키는 것을 포함합니다. 다른 하나는 다이아몬드 표면을 금속으로 코팅하는 것입니다. 고유 한 포인트 브레이징 합금으로 브레이징 할 때 표면 금속은 다이아몬드를 효과적으로 보호하여 열 손상을 최소화하고 습윤성을 향상시킵니다.

 

기존 브레이징 합금에 활성 요소를 추가하여 AG-CU, CU-SN 및 NI-CR과 같은 구리 기반 및 은색 브레이징 합금을 추가하여 생성됩니다. AG-CU 및 CU-SN 저하점 브레이징 합금은 주로 다이아몬드의 열 손상을 최소화하도록 설계되었지만 그 결과 브레이즈가있는 도구는 약해 공격적인 연삭을 달성하기가 어렵습니다. NI-CR 합금으로 브레이즈 된 다이아몬드 도구는 우수한 내마모성과 고온 저항성을 나타냅니다.

브레이징 단일 결정 또는 단일 층 다이아몬드 도구에는 진공 퍼니스 브레이징, 레이저 브레이징 및 차폐 가스 고주파 유도 브레이징이 포함됩니다. 진공 용광로에서 브레이징은 높은 생산 효율과 균일 한 가열을 가지며 복잡한 구조물과 큰 크기로 워크 피스를 용접 할 수 있습니다. 레이저 브레이징은 레이저 빔을 용접 열원으로 사용합니다. 용접하는 동안, 공작물은 국부적으로 빠르게 가열되며 다이아몬드는 단기간 동안 고온 상태에 머무르며, 이는 다이아몬드가 그래픽 화되는 것을 효과적으로 방지 할 수 있습니다. 가스 차폐 고주파 유도 브레이징은 고주파 유도를 사용하여 기질을 가열하고 동시에 브레이징 합금을 가열합니다. 가열 온도가 높고 가열 속도가 빠르며 온도를 쉽게 제어 할 수 있습니다. 또한 로컬로 가열 될 수 있으며 자동 제어를 쉽게 달성하기가 쉽습니다.

 

이 기사에서는 브레이즈 다이아몬드 도구에 사용되는 브레이징 기술의 원리, 브레이징 기술 개발 및 브레이징 재료, 프로세스 및 장비에 대한 정보에 대해 설명합니다. 또한 다이아몬드 도구 산업에서 미래의 브레이징 기술 방향을 제안합니다.

 

(이 브레이드 브레이드 다이아몬드 뒷면 벨벳 연마 패드는 브레이징 프로세스와 유연한 다이아몬드 연마 패드의 기술과 효과적으로 결합합니다. 연삭이 날카 롭고 비용 효율적입니다.)

 

 

이 기사의 내용 :

• 1. 다이아몬드 도구와 분류
• 2. 다이아몬드 연결 형태
• 3. 다이아몬드 도구에서 브레이징 기술의 응용
• 4. 다이아몬드 매트릭스 소결 동안 확산 브레이징
• 5. 단일 층 다이아몬드 도구의 브레이징
• 6. 다이아몬드 세그먼트의 매트릭스 브레이징
• 7. 다이아몬드 복합재의 브레이징
• 8. 다이아몬드 도구 브레이징 장비 및 공정
• 9. 다이아몬드 도구 브레이징의 개발 동향
• 10. 결론

공간이 제한되어 있기 때문에이 웹 사이트는 참조를 위해 두 섹션으로 나뉩니다.

 

브레이징 다이아몬드 도구의 지식 포인트 (2 부)