Порошкова металургія у виробництві алмазних кругів
Алмазний шар на металевій зв'язці одержують так само, як вироби порошкової металургії: порошки змішують, пресують і спікають. Відмінність у тому, що в суміші є алмаз, який не терпить перегрівання і має залишитися міцно закріпленим.
Зв'язки
| Основа | Властивості | Застосування |
|---|---|---|
| Олов'яна бронза | Невисока температура спікання, помірна твердість | Шліфування твердого сплаву, скла, хонінгування |
| Кобальт | Міцно утримує алмаз, зносостійкий | Відрізні сегменти по каменю і бетону |
| Залізо з домішками міді та нікелю | Дешевше за кобальт, властивості регулюються складом | Сегменти, свердла, будівельний інструмент |
| Зв'язки з карбідом вольфраму | Дуже висока зносостійкість | Буровий інструмент, абразивні породи |
| Вольфрамокобальтові сплави | Жорсткість і стійкість форми | Ролики для правки, фасонний інструмент |
Етапи
- Підготовка шихти. Порошки металів змішують до однорідності. Алмаз уводять із невеликою кількістю зволожувача, щоб важкі й легкі частинки не розшаровувалися.
- Холодне пресування. Формують брикет алмазоносного шару — кільце, сегмент або шар на корпусі.
- Спікання. Застосовують два способи. Під час гарячого пресування брикет у графітовій формі одночасно нагрівають і стискають; процес триває хвилини і дає щільний шар. За вільного спікання брикет нагрівають у захисній атмосфері без тиску, а потім калібрують.
- З'єднання з корпусом. Шар припікають до корпусу під час спікання, приклеюють, а сегменти пилок і коронок припаюють або приварюють лазером.
- Обробка. Правка шару за формою, балансування, розкриття алмазних зерен.
Температура
Бронзові зв'язки спікають за 600–750 °C, кобальтові та залізні — за 750–900 °C. Вище 900–1000 °C синтетичний алмаз втрачає міцність: включення металу-каталізатора всередині кристала розширюються сильніше за алмаз, а залізо і кобальт прискорюють його графітизацію. Тому режим спікання завжди компроміс між щільністю зв'язки і збереженням зерна.
Утримання зерна
Алмаз не змочується більшістю металів і утримується у зв'язці механічно. Для поліпшення зчеплення зерна покривають титаном, хромом або нікелем: покриття утворює з алмазом хімічний зв'язок, а зі зв'язкою — металевий. Покрите зерно довше тримається в шарі і повніше виробляється.
Твердість зв'язки та оброблюваний матеріал
Правило те саме, що для звичайних кругів. Для щільного твердого матеріалу — граніту з високим вмістом кварцу, армованого бетону, кераміки — беруть м'яку зв'язку, щоб затуплені алмази вчасно випадали. Для абразивних матеріалів — пісковику, свіжого бетону, асфальту — зв'язку роблять твердою і зносостійкою, інакше вона зітреться раніше, ніж спрацюються алмази.
Особливості в роботі
Металева зв'язка сама не оновлюється. Якщо зерна затупилися, а зв'язка не зносилася, круг перестає різати. Його розкривають абразивним бруском або застосовують електролітичну правку. Працювати таким інструментом слід з охолодженням.