Baza technologii

Opis technologii / usługi

Technologia umożliwia wytwarzanie kształtek z diamentu z węglikiem tytanowo-krzemowym o zwiększonej odporności temperaturowej i wytrzymałości na ściskanie w stosunku do komercyjnych materiałów PCD. Materiał jest przeznaczony na ostrza noży skrawających oraz końcówki nagniataków ślizgowych. W procesie technologicznym została zastosowana metoda spiekania wysokociśnieniowego HP-HT. Materiał jest spiekany w urządzeniu wysokociśnieniowym HP-HT przy ciśnieniu do 8.0 GPa, w temperaturze 1800ºC. Opracowana technologia składa się z następujących operacji: przygotowania mieszanek, mieszania w młynie, zaformowania wypraski, przygotowania wkładu do spiekania HP-HT. Kompozyty charakteryzują się następującymi właściwościami: gęstość 3,6 g/cm3; twardość 4400 HV1; moduł Younga 570 GPa; wytrzymałość na ściskanie 250 MPa; Kic 8,0 MPa-m1/2; wielkość spieków 14mm; wielkość cząstek diamentu 3-6 μm; udział węglika tytanowo-krzemowego do 30 %mas. Polikrystaliczny materiał diamentowy bez kobaltowej fazy wiążącej o dobrej przewodności elektrycznej, z możliwością kształtowania metodami elektroerozyjnymi.

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

Z pośród materiałów diamentowych polikrystaliczne spieki diamentowe PCD z dodatkiem kobaltu są najczęściej stosowanymi na ostrza narzędzi do toczenia i frezowania. Materiały te spiekane są z mikroproszków diamentu syntetycznego w obecności kobaltu, pełniącego funkcję fazy wiążącej cząstki diamentowe. Kobalt zapewnia spiekom lepszą ciągliwość, przewodność elektryczną i obniża parametry procesu spiekania. Ze względu na proces grafityzacji zachodzi konieczność intensywnego chłodzenia ostrzy ze spieków diamentowych podczas pracy, co z uwagi na szkodliwość dla zdrowia i środowiska człowieka emulsji chłodząco-smarujących oraz ich wysoką cenę stwarza dodatkowe problemy. Opracowany materiał kompozytowy posiada wyższą odporność temperaturową od materiałów z fazą kobaltową. Dodatkowo charakteryzuje się on wysokim współczynnikiem odporności na kruche pękanie i dobrą odpornością na uderzenia dynamiczne. Zastosowana ceramiczna faza wiążąca zapewnia przewodność elektryczną kompozytom co pozwala na ich kształtowanie metodami elektroerozyjnymi. Obróbka elektroerozyjna jest tańszą i szybszą metodą niż tradycyjnie stosowane szlifowanie. Można zaobserwować tendencje odchodzenia od stosowania kobaltu przemyśle. Przyczyną ograniczania stosowania kobaltu jest wahliwość cen oraz jego szkodliwość dla zdrowia człowieka. Zastosowanie ceramicznej fazy wiążącej, charakteryzującej się niższą ceną i nie mającą żadnego wpływu na zdrowie człowieka, rozwiązuje oba te problemy.

Zastosowanie rynkowe

Kompozyty diamentowe z ceramiczną fazą wiążącą nadają się do zastosowania na ostrza narzędzi do obróbki drewna. Cechują się one wysokimi własnościami mechanicznymi takimi jak wysoka twardość i odporność na zużycie ścierne oraz wyższą odpornością termiczną niż aktualnie stosowane materiały. Zapewnia to wyższą trwałość ostrzy, a co za tym idzie wyższą wydajność. Kompozyty diamentowe z ceramiczną fazą wiążącą nadają się do zastosowania na ostrza narzędzi górniczych i wiertniczych oraz na narzędzia skrawające do obróbki metali lekkich (tytan, miedź, aluminium itp.). Cechują się one wysokimi własnościami mechanicznymi takimi jak wysoka twardość i odporność na zużycie ścierne oraz wyższą odpornością termiczną niż aktualnie stosowane materiały. Pozwala to na stosowanie wyższych prędkości skrawania i ograniczenie użycia cieczy chłodzących. Niski współczynnik tarcia i odporność na ściskanie pozwalają na zastosowanie tych materiałów na końcówki nagniataków.

Tagi

Branże