Hot{0}}sinteriranje trenutno je najrasprostranjeniji i najosnovniji postupak za proizvodnju dijamantnih listova pile, posebno onih dizajniranih za rezanje kamena i betona. Može se shvatiti kao jedan, precizan proces koji kombinira kovanje i lijevanje.
1. Definicija procesa sinteriranja vrućim prešanjem
Tehnologija sinteriranja vrućim prešanjem predstavlja proces metalurgije praha u kojem se kompozitni prahovi dijamanta i metalne matrice istovremeno podvrgavaju povišenim temperaturama i jednosmjernom mehaničkom pritisku unutar jedne vruće preše pod zaštitnom atmosferom. Ovo kombinirano toplinsko i mehaničko djelovanje izaziva brzo zgušnjavanje, dajući potpuno zbijene kompozitne glave alata visoke-čvrstoće. U biti, to uključuje 'istovremeno zagrijavanje i prešanje kako bi se postiglo oblikovanje u jednom-koraku'.
2. Detaljni koraci procesa sinteriranja vrućim prešanjem
1) Sastojci i miješanje
Matrični prah: obično se sastoji od više metalnih prahova. Materijali okvira: volfram, volfram karbid, kobalt, željezni prah – osiguravaju tvrdoću i otpornost na habanje. Vezivni metali: kobalt, nikal – pokazuju dobra svojstva vlaženja i zadržavanja dijamanta. Metali s-talištem-: bakar, kositar, mangan, srebro itd. – stvaraju tekuću fazu tijekom sinteriranja kako bi pospješili zgušnjavanje.
Dijamanti: Odaberite odgovarajući stupanj, veličinu zrna i koncentraciju na temelju materijala za rezanje.
Temeljito pomiješajte prah matrice s odabranim dijamantnim česticama u stroju za miješanje.
2) Kalupljenje
Pomiješani prah stavlja se u grafitne-kalijepe visoke čvrstoće. Grafitni kalupi pokazuju izvrsnu otpornost na visoke-temperature, svojstva samo-podmazivanja i električnu vodljivost.
Oblik šupljine kalupa određuje konačne dimenzije i oblik reznog alata.
3) Sinteriranje vrućim prešanjem
Postavljanje: Postavite kalup-napunjen prahom između gornje i donje glave preše stroja za vruće prešanje.
Evakuacija ili ispiranje zaštitnim plinom: Evakuirajte komoru peći ili uvedite plin vodik ili dušik kako biste spriječili oksidaciju metala i dijamanta na povišenim temperaturama.
Grijanje: Zagrijte kalup i prah do temperature sinteriranja (obično 700 stupnjeva - 1000 stupnjeva ) putem otpornog grijanja iz samog grafitnog kalupa ili indukcijskog grijanja. Ova temperatura premašuje talište metala s niskom-talištem-unutar matrice, ali ostaje znatno ispod granice stabilne temperature dijamanta (striktna kontrola je neophodna, inače dolazi do grafitizacije dijamanta).
Tlačenje: Istovremeno sa zagrijavanjem ili nakon postizanja određene temperature, jednosmjerni aksijalni tlak (obično 10-30 MPa) primjenjuje se na kalup putem hidrauličkog sustava.
Održavanje izotermalnog tlaka: Održavajte proces na unaprijed određenoj temperaturi i tlaku određeno vrijeme, tijekom kojeg dolazi do kritičnih transformacija. Nastaje tekuća faza, s metalima niske-tališta- (kao što su bakar ili kositar) koji se ukapljuju kako bi se stvorio film tekućeg metala koji obavija čvrste čestice praha i dijamant. Pod pritiskom i podmazivanjem tekuće-faze, krute čestice prolaze kroz preuređivanje i zgušnjavanje dok klize i mijenjaju položaj, ispunjavajući praznine. Atomska difuzija i legiranje: različiti metalni elementi otapaju se i difundiraju unutar tekuće faze, tvoreći nove legirane faze. Čestice dijamanta su zarobljene, a rastopljeni matrični materijal ih vlaži i obavija. Nakon hlađenja, ovaj proces mehanički ugrađuje dijamante uz stvaranje kemijske veze (npr. kobalt pokazuje snažan afinitet prema ugljiku unutar dijamanta).
4) Hlađenje i vađenje iz kalupa
Prekinite zagrijavanje i ohladite pod pritiskom ili nakon smanjenja tlaka. Uklonite gusto sinteriranu, oblikovanu reznu glavu iz kalupa.
5) Naknadna obrada
Nakon brušenja i čišćenja, rezna glava je spojena na čeličnu podlogu kako bi se formirala potpuna dijamantna oštrica pile.
