1.מה תפקידו של כל אלמנט בקלסר המטריצה של להב מסור יהלום?
תפקיד הנחושת: נחושת וסגסוגות מבוססות נחושת הן המתכות הנפוצות ביותר בכלי יהלום מקשר מתכת, כאשר אבקת נחושת אלקטרוליטית היא הנפוצה ביותר.נחושת וסגסוגות מבוססות נחושת נמצאים בשימוש נרחב כל כך מכיוון שלקלסרים המבוססים על נחושת יש תכונות מקיפות מספקות: טמפרטורת סינטר נמוכה יותר, יכולת צורה וסינטר טובה ושילוב עם אלמנטים אחרים.למרות שנחושת כמעט ולא מרטיבת יהלומים, אלמנטים מסוימים וסגסוגות נחושת יכולים לשפר משמעותית את יכולת ההרטבה שלהם כלפי יהלומים.אחד האלמנטים כגון Cr, Ti, W, V, Fe היוצרים נחושת וקרבידים יכולים לשמש לייצור סגסוגות נחושת, מה שיכול להפחית מאוד את זווית ההרטבה של סגסוגות נחושת על יהלומים.מסיסות הנחושת בברזל אינה גבוהה.אם יש עודף נחושת בברזל, זה מפחית בצורה חדה את יכולת העבודה בחום וגורם לסדקים בחומר.נחושת יכולה ליצור פתרונות מוצקים שונים עם ניקל, קובלט, מנגן, בדיל ואבץ, ולחזק את המתכת המטריצה.
תפקידו של הפח: הפח הוא אלמנט המפחית את מתח הפנים של סגסוגות נוזליות ויש לו השפעה של הפחתת זווית הרטבה של סגסוגות נוזליות על יהלומים.זהו אלמנט המשפר את הרטבת מתכות מלוכדות על יהלומים, מפחית את נקודת ההתכה של סגסוגות ומשפר את יכולת הלחיצה.אז Sn נמצא בשימוש נרחב בדבקים, אך השימוש בו מוגבל בשל מקדם ההתפשטות הגדול שלו.
תפקיד האבץ: בכלי יהלום, ל-Zn ול-Sn יש קווי דמיון רבים, כגון נקודת התכה נמוכה ויכולת עיוות טובה, בעוד ש-Zn אינו טוב בשינוי יכולת ההרטבה של היהלום כמו Sn.לחץ האדים של Zn מתכת גבוה מאוד וקל לגזה, לכן חשוב לשים לב לכמות ה-Zn המשמשת בקלסרי כלי יהלום.
תפקידו של האלומיניום: אלומיניום מתכת הוא מתכת קלה מעולה ומסיר חמצון טוב.ב-800 ℃, זווית ההרטבה של אל על יהלום היא 75 מעלות, וב-1000 ℃ זווית ההרטבה היא 10 מעלות.הוספת אבקת אלומיניום לקלסר של כלי יהלום יכולה ליצור שלב קרביד Ti Å AlC ותרכובת בין-מתכתית TiAl בסגסוגת המטריצה.
תפקיד הברזל: לברזל יש תפקיד כפול בחומר הקושר, האחד הוא יצירת קרבידים מקרבים עם יהלומים, והשני הוא סגסוגת עם יסודות אחרים כדי לחזק את המטריצה.יכולת ההרטבה של ברזל ויהלום טובה יותר מזו של נחושת ואלומיניום, ועבודת ההדבקה בין ברזל ליהלום גבוהה מזו של קובלט.כאשר כמות מתאימה של פחמן מומסת בסגסוגות המבוססות על Fe, זה יועיל לקשר שלהן עם יהלומים.תחריט מתון של יהלומים על ידי סגסוגות מבוססות Fe יכולה להגביר את כוח ההתקשרות בין הקשר ליהלום.משטח השבר אינו חלק וחשוף, אלא מכוסה בשכבת סגסוגת, המהווה סימן לכוח מליטה משופר.
תפקיד הקובלט: Co ו-Fe שייכים למרכיבי קבוצת המעבר, ומאפיינים רבים דומים.Co יכול ליצור קרביד Co ₂ C עם יהלום בתנאים ספציפיים, תוך פיזור סרט קובלט דק במיוחד על פני היהלום.בדרך זו, Co יכול להפחית את המתח הפנימי בין המשטחים בין Co ליהלום, ויש לו עבודת הדבקה משמעותית ליהלום בשלב הנוזל, מה שהופך אותו לחומר מליטה מצוין.
תפקיד הניקל: בקלסר של כלי יהלום, Ni הוא מרכיב הכרחי.בסגסוגות המבוססות על Cu, תוספת של Ni יכולה להתמוסס לאין ערוך עם Cu, לחזק סגסוגת מטריצה, לדכא אובדן מתכת בנקודת התכה נמוכה ולהגביר את הקשיחות וההתנגדות לבלאי.הוספת Ni ו-Cu לסגסוגות Fe יכולה להוריד את טמפרטורת הסינטר ולהפחית את הקורוזיה התרמית של מתכות מלוכדות ביהלומים.בחירה בשילוב מתאים של Fe ו-Ni יכולה לשפר מאוד את כוח האחיזה של קלסרים מבוססי Fe על יהלומים.
תפקיד המנגן: בקשרי מתכות, למנגן השפעה דומה לברזל, אך יש לו יכולת חדירות והוצאת חמצן חזקה, והוא נוטה להתחמצנות.כמות התוספת של Mn בדרך כלל אינה גבוהה, והשיקול העיקרי הוא להשתמש ב-Mn לניקוי חמצון במהלך סגסוגת סינטר.ה-Mn הנותר יכול להשתתף בסגסוג ולחזק את המטריצה.
תפקיד הכרום: מתכת כרום הוא יסוד חזק היוצר קרביד וגם יסוד בשימוש נרחב.במטריצת להב המסור חריץ היהלום, יש מספיק כרום כדי לקבל אפקט הנחתת קול, הקשור לאנרגיית ההפעלה של Cr.הוספת כמות קטנה של Cr למטריצה מבוססת Cu יכולה להפחית את זווית ההרטבה של סגסוגת הנחושת ליהלום ולשפר את חוזק ההדבקה של הסגסוגת המבוססת על נחושת ליהלום.
תפקידו של טיטניום: טיטניום הוא יסוד חזק היוצר קרביד שקל לחמצן וקשה להפחיתו.בנוכחות חמצן, Ti מייצר עדיפות TiO2 במקום TiC.מתכת טיטניום היא חומר מבני טוב עם חוזק חזק, פחות הפחתת חוזק בטמפרטורות גבוהות, עמידות בחום, עמידות בפני קורוזיה ונקודת התכה גבוהה.מחקרים הראו שהוספת כמות מתאימה של טיטניום למטריצת להב המסור יהלום מועילה לשיפור חיי השירות של להב המסור.
2.מדוע גוף להב המסור צריך להתאים לאבן החיתוך?
השיטות העיקריות של פיצול סלעים בתהליך חיתוך להב המסור הן שבירה וריסוק, כמו גם גזירה ופיצול בנפח גדול, בתוספת שחיקה של פני השטח.יהלום בעל משטח עבודה משונן המשמש ככלי חיתוך.קצה החיתוך שלו הוא אזור האקסטרוזיה, אזור החיתוך הוא מול הקצה, ואזור השחזה נמצא בקצה האחורי.תחת חיתוך מהיר, חלקיקי יהלום עובדים על תמיכת המטריצה.במהלך תהליך חיתוך האבן, מחד גיסא, יהלום עובר גרפיטיזציה, פיצול וניתוק עקב טמפרטורה גבוהה שנוצרת מחיכוך;מצד שני, המטריצה נשחקת על ידי חיכוך ושחיקה של סלעים ואבקת סלעים.לכן, סוגיית הסתגלות בין להבי מסור לסלעים היא למעשה סוגיית קצב הבלאי בין יהלום למטריצה.המאפיין של כלי שעובד כרגיל הוא שאובדן היהלום תואם את הבלאי של המטריצה, שומר על היהלום במצב רגיל של קצה חיתוך, לא ניתוק מוקדם ולא השחזה של יהלום חלקה וחלקלק, מה שמבטיח שאפקט השחזה שלו מנוצל במלואו במהלך הפעולה, וכתוצאה מכך יותר יהלומים נמצאים במצב מעט שבור ובלאי.אם החוזק ועמידות הפגיעה של היהלום הנבחר נמוכים מדי, הדבר יוביל לתופעה של "גילוח", ותוחלת החיים של הכלי תהיה נמוכה והפסיבציה תהיה חמורה, ואפילו הניסור לא יזוז;אם נבחרים חלקיקי שוחקים בעלי חוזק גבוה מדי, קצה החיתוך של החלקיקים השוחקים יופיע במצב שטוח, וכתוצאה מכך לעלייה בכוח החיתוך ולירידה ביעילות העיבוד.
(1) כאשר מהירות הבלאי של המטריצה גדולה מזו של היהלום, זה מוביל לחיתוך יהלום מוגזם ולהתנתקות מוקדמת.התנגדות הבלאי של גוף להב המסור נמוכה מדי, וחיי להב המסור קצרים.
(2) כאשר מהירות הבלאי של המטריצה קטנה מזו של היהלום, היהלום החדש אינו נחשף בקלות לאחר שחיקת קצה חיתוך היהלום, לשינונים אין קצה חיתוך או קצה החיתוך נמוך מאוד, פני השטח של השיניים פסיביות, מהירות החיתוך איטית וקל לגרום לקרש החתוך ליפול, מה שמשפיע על איכות העיבוד.
(3) כאשר מהירות הבלאי של המטריצה שווה למהירות הבלאי של היהלום, היא משקפת את התאימות של המטריצה לאבן החתוכה.
זמן פרסום: 11 באוגוסט 2023