Спікання під гарячим пресом наразі є найпоширенішим і основним процесом виробництва алмазних пильних дисків, особливо тих, які призначені для різання каменю та бетону. Його можна розуміти як єдиний точний процес, що поєднує кування та лиття.
1. Визначення процесу гарячого пресування
Технологія спікання гарячим пресом являє собою процес порошкової металургії, у якому композиційні порошки алмазу та металевої матриці піддаються одночасному впливу підвищених температур і однонаправленого механічного тиску в одному гарячому пресі в захисній атмосфері. Ця комбінована термічна та механічна дія викликає швидке ущільнення, утворюючи повністю ущільнені високо-композитні головки інструментів. По суті, це передбачає «одночасне нагрівання та пресування для досягнення одно-етапного формування».
2. Детальні етапи процесу гарячого пресування
1) Інгредієнти та змішування
Матричний порошок: зазвичай складається з кількох металевих порошків. Матеріали каркаса: вольфрам, карбід вольфраму, кобальт, залізний порошок – забезпечують твердість і зносостійкість. Сполучні метали: кобальт, нікель – демонструють хороші властивості змочування та утримування алмазу. Метали-з-температурою плавлення: мідь, олово, марганець, срібло тощо – утворюють рідку фазу під час спікання для сприяння ущільненню.
Алмази: виберіть відповідний сорт, розмір зерна та концентрацію залежно від ограновуваного матеріалу.
Ретельно змішайте матричні порошки з вибраними алмазними частинками в міксері.
2) Формування
Змішаний порошок завантажується у-високоміцні графітові форми. Графітові форми виявляють чудову -температурну стійкість, само-змащувальні властивості та електропровідність.
Форма порожнини форми визначає кінцеві розміри і форму ріжучого інструменту.
3) Спікання гарячим пресом
Розташування: розташуйте заповнену порошком-форму між верхньою та нижньою пресовими головками машини для гарячого пресування.
Евакуація або промивання захисним газом: вакуумуйте камеру печі або введіть водень або азот, щоб запобігти окисленню металів і алмазу при підвищених температурах.
Нагрівання: нагрійте форму та порошок до температури спікання (зазвичай 700 градусів - 1000 градусів ) за допомогою резистивного нагрівання від самої графітової форми або індукційного нагрівання. Ця температура перевищує температуру плавлення металів із низькою -температурою плавлення- в матриці, але залишається значно нижчою стабільної межі температури алмазу (суворий контроль необхідний, інакше відбувається графитізація алмазу).
Підвищення тиску: одночасно з нагріванням або після досягнення заданої температури односпрямований осьовий тиск (зазвичай 10–30 МПа) прикладається до прес-форми через гідравлічну систему.
Ізотермічне утримання під тиском: підтримуйте процес при заданій температурі та тиску протягом певного часу, протягом якого відбуваються критичні перетворення. Утворюється рідка фаза, у якій метали з низькою-температурою-плавлення (наприклад, мідь або олово) розріджуються, утворюючи плівку рідкого металу, що огортає частинки твердого порошку та алмаз. Під тиском і змащенням рідкої{4}}фази тверді частинки зазнають перегрупування та ущільнення, коли вони ковзають і переміщуються, заповнюючи пустоти. Атомна дифузія та легування: різні металеві елементи розчиняються та дифундують у рідкій фазі, утворюючи нові леговані фази. Алмазні частинки захоплюються, а розплавлений матричний матеріал змочує та огортає їх. Після охолодження цей процес механічно вбудовує алмази, утворюючи хімічні зв’язки (наприклад, кобальт виявляє сильну спорідненість до вуглецю в алмазі).
4) Охолодження та видалення з форми
Припиніть нагрівання та охолодіть під тиском або після скидання тиску. Вийміть щільно спечену сформовану ріжучу головку з форми.
5) Подальша обробка
Після шліфування та очищення ріжуча головка прикріплюється до сталевої основи, щоб утворити повне алмазне пильне полотно.
