Descripción general del diamante para soldadura fuerte

Debido a la alta energía de interfaz entre el diamante y los metales y aleaciones en general, las aleaciones generales de bajo punto de fusión no pueden penetrar las partículas de diamante y tienen poca adherencia. En la tecnología de fabricación tradicional, las partículas de diamante solo se incrustan en la matriz metálica a través de la fuerza de sujeción mecánica generada por la contracción en frío de la matriz, sin formar un enlace químico o metalúrgico fuerte, lo que hace que las partículas de diamante interactúen fácilmente con la matriz metálica. matriz durante el trabajo. La separación reduce en gran medida la vida útil y el nivel de rendimiento de las herramientas de diamante. La tasa de utilización de diamantes en la mayoría de las herramientas impregnadas es baja y una gran cantidad de diamantes costosos se caen durante el proceso de trabajo y se pierden en virutas de desecho. Lin Zengdong y otros tomaron la iniciativa en el uso de la tecnología de metalización de superficies de diamantes para darle a la superficie del diamante muchas características nuevas, como excelente conductividad térmica y estabilidad térmica, mejorar sus propiedades físicas y químicas originales y mejorar su humectabilidad para soluciones metálicas o de aleaciones.

Desde la década de 1970, el problema de la metalización de la superficie del diamante ha atraído gran atención por parte de la comunidad de fabricantes de herramientas de diamante en el país y en el extranjero. Muchas personas están comprometidas con la investigación para lograr la metalización de la superficie del diamante durante el proceso de sinterización, agregando o pre-adheriendo polvo metálico de carburo fuerte al material de la matriz (este tipo de diamante no reacciona con el recubrimiento antes del calentamiento y es solo un recubrimiento de diamante). ), para lograr un enlace químico con el diamante durante el proceso de sinterización. Aunque la literatura ha demostrado que ciertos metales como el tungsteno (no oxidado) pueden formar una capa de WC sobre la superficie del diamante a bajas temperaturas (alrededor de 800°C), a juzgar por el proceso utilizado para lograr la premetalización de la superficie del diamante, requiere 600 °C al vacío. La fuerza de unión ideal se puede obtener calentando durante 1 hora por encima de ℃. De acuerdo con las condiciones de sinterización de las herramientas de diamante impregnadas utilizadas actualmente, en condiciones sin vacío o con un vacío bajo, es poco probable que el calentamiento a 900 °C durante aproximadamente 5 minutos forme una capa metalizada sobre la superficie del diamante. Debido a que ambos átomos metálicos activos (Ti, V, Cr, etc.) están enriquecidos y la unión metalúrgica a través de una reacción de interfaz entre el aglomerante y el diamante es un proceso de difusión atómica, de acuerdo a la temperatura utilizada en el prensado en caliente y en un tiempo tan corto, el El proceso es muy inadecuado. En las condiciones de sinterización en fase sólida (a veces con una pequeña cantidad de metal o aleación líquida con baja resistencia y punto de fusión), la fuerza de unión química o metalúrgica de la matriz al diamante es débil o no se forma en absoluto.

La premetalización de la superficie del diamante no es el objetivo final, sino sólo una de las medidas para conseguir la unión químico-metalúrgica con el metal base. Después de que el diamante recubierto se sinteriza en dientes de sierra (taladro), todo el diamante expuesto en la sección transversal pierde su recubrimiento y la superficie de la fosa residual donde se cae el diamante es muy lisa. Este fenómeno parece indicar que el diamante y la matriz aún no han alcanzado el nivel de recubrimiento químico. Por lo tanto, incluso si se logra la premetalización de la superficie del diamante, el método tradicional de sinterización por metalurgia de polvos de estado sólido no puede lograr una unión fuerte entre el diamante y el material de la matriz.

A finales de la década de 1980, la gente comenzó a explorar la tecnología de soldadura fuerte de herramientas de diamante. Algunos elementos de transición (como Ti, Cr, W, etc.) están recubiertos sobre la superficie del diamante y reaccionan químicamente con ellos para formar carburos en la superficie. Mediante la acción de esta capa de carburo, el diamante, el aglutinante y la matriz pueden lograr una unión metalúrgica química de estado sólido mediante soldadura fuerte, logrando así una verdadera metalización de la superficie del diamante. Este es el principio de la soldadura fuerte con diamante. Se puede ver en patentes y artículos publicados que esta tecnología puede hacer que el valor máximo del borde del diamante alcance 2/3 del tamaño de partícula, aumentando la vida útil de la herramienta en más de 3 veces, mientras que el valor convencional es inferior a 1/3. para que la operación de corte sea estable. Cuando se alcanza el valor del borde, se puede obtener el valor del borde permitido. Por lo tanto, se espera que la tecnología de soldadura fuerte logre una fuerte unión entre el metal base (soldadura) y el material base: diamante y matriz de acero.