पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड टूलचे उत्पादन आणि अनुप्रयोग

PCD टूल हे उच्च तापमान आणि उच्च दाब सिंटरिंगद्वारे पॉलिक्रिस्टलाइन डायमंड नाईफ टिप आणि कार्बाइड मॅट्रिक्सपासून बनवले जाते. यामुळे केवळ उच्च कठीणता, उच्च औष्णिक वाहकता, कमी घर्षण गुणांक, कमी औष्णिक प्रसरण गुणांक, धातू आणि अधातूंशी कमी आकर्षण, उच्च लवचिक मापांक, न तुटणारा पृष्ठभाग आणि समदिशता यांसारख्या फायद्यांचा पुरेपूर उपयोग होत नाही, तर हार्ड अलॉयच्या उच्च सामर्थ्याचाही विचार केला जातो.
औष्णिक स्थिरता, आघात सहनशीलता आणि झीज प्रतिरोध हे PCD चे मुख्य कार्यप्रदर्शन निर्देशक आहेत. कारण त्याचा वापर बहुतेक उच्च तापमान आणि उच्च तणावाच्या वातावरणात केला जातो, त्यामुळे औष्णिक स्थिरता ही सर्वात महत्त्वाची गोष्ट आहे. अभ्यासातून असे दिसून येते की PCD च्या औष्णिक स्थिरतेचा त्याच्या झीज प्रतिरोध आणि आघात सहनशीलतेवर मोठा परिणाम होतो. आकडेवारीनुसार, जेव्हा तापमान ७५०℃ पेक्षा जास्त असते, तेव्हा PCD ची झीज प्रतिरोध आणि आघात सहनशीलता साधारणपणे ५% ते १०% ने कमी होते.
PCD ची स्फटिक अवस्था त्याचे गुणधर्म ठरवते. सूक्ष्म संरचनेत, कार्बन अणू चार लगतच्या अणूंशी सहसंयुजी बंध तयार करतात, चतुष्कोणीय रचना मिळवतात आणि नंतर अणू स्फटिक तयार करतात, ज्यात मजबूत अभिमुखता आणि बंधन शक्ती असते, आणि उच्च कठीणता असते. PCD चे मुख्य कार्यप्रदर्शन निर्देशांक खालीलप्रमाणे आहेत: ① कठीणता 8000 HV पर्यंत पोहोचू शकते, जी कार्बाइडच्या 8-12 पट आहे; ② औष्णिक वाहकता 700W/mK आहे, जी 1.5-9 पट आहे, अगदी PCBN आणि तांब्यापेक्षाही जास्त; ③ घर्षण गुणांक साधारणपणे फक्त 0.1-0.3 असतो, जो कार्बाइडच्या 0.4-1 पेक्षा खूपच कमी आहे, ज्यामुळे कटिंग फोर्स लक्षणीयरीत्या कमी होतो; ④ औष्णिक प्रसरण गुणांक फक्त 0.9x10-6-1.18x10-6 आहे, जो कार्बाइडच्या 1/5 पट आहे, ज्यामुळे औष्णिक विकृती कमी होते आणि प्रक्रियेची अचूकता सुधारते; ⑤ आणि अधातू पदार्थांमध्ये गाठी तयार होण्याची शक्यता कमी असते.
क्यूबिक बोरॉन नायट्राइडमध्ये तीव्र ऑक्सिडेशन प्रतिरोध असतो आणि ते लोहयुक्त पदार्थांवर प्रक्रिया करू शकते, परंतु त्याची कठीणता सिंगल क्रिस्टल डायमंडपेक्षा कमी असते, प्रक्रियेचा वेग मंद असतो आणि कार्यक्षमता कमी असते. सिंगल क्रिस्टल डायमंडमध्ये उच्च कठीणता असते, परंतु त्याची कणखरता अपुरी असते. अनिसोट्रॉपीमुळे बाह्य शक्तीच्या प्रभावाखाली (111) पृष्ठभागावर त्याचे सहज विघटन होते आणि प्रक्रिया कार्यक्षमता मर्यादित होते. PCD हे एक पॉलिमर आहे जे विशिष्ट पद्धतींनी मायक्रॉन-आकाराच्या हिऱ्याच्या कणांपासून संश्लेषित केले जाते. कणांच्या अव्यवस्थित संचयनाच्या गोंधळलेल्या स्वरूपामुळे त्याचे स्थूल समस्थानिक स्वरूप निर्माण होते आणि त्याच्या ताणशक्तीमध्ये दिशात्मक आणि विदलन पृष्ठभाग नसतो. सिंगल-क्रिस्टल डायमंडच्या तुलनेत, PCD ची कण सीमा अनिसोट्रॉपी प्रभावीपणे कमी करते आणि यांत्रिक गुणधर्म अनुकूलित करते.
१. पीसीडी कटिंग टूल्सची रचना तत्त्वे
(1) पीसीडी कणांच्या आकाराची योग्य निवड
सैद्धांतिकदृष्ट्या, PCD ने कण अधिक सूक्ष्म करण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे आणि अनिसोट्रॉपीवर मात करण्यासाठी उत्पादनांमधील अॅडिटिव्ह्जचे वितरण शक्य तितके एकसमान असले पाहिजे. PCD कणांच्या आकाराची निवड ही प्रक्रिया परिस्थितीशी देखील संबंधित असते. सर्वसाधारणपणे, उच्च शक्ती, चांगली कणखरता, चांगला आघात प्रतिरोध आणि सूक्ष्म कण असलेले PCD फिनिशिंग किंवा सुपर फिनिशिंगसाठी वापरले जाऊ शकते, आणि जाडसर कणांचे PCD सामान्य रफ मशिनिंगसाठी वापरले जाऊ शकते. PCD कणांचा आकार टूलच्या झीज कामगिरीवर लक्षणीय परिणाम करू शकतो. संबंधित साहित्य असे दर्शवते की, जेव्हा कच्च्या मालाचे कण मोठे असतात, तेव्हा कणांचा आकार कमी झाल्यावर झीज प्रतिरोध हळूहळू वाढतो, परंतु जेव्हा कणांचा आकार खूप लहान असतो, तेव्हा हा नियम लागू होत नाही.
संबंधित प्रयोगांमध्ये 10um, 5um, 2um आणि 1um सरासरी कण आकार असलेल्या चार डायमंड पावडर निवडण्यात आल्या आणि असा निष्कर्ष काढण्यात आला की: ① कच्च्या मालाच्या कणांचा आकार कमी झाल्याने, Co अधिक समान रीतीने पसरतो; ② कमी झाल्याने, PCD चा झीज प्रतिरोध आणि उष्णता प्रतिरोध हळूहळू कमी झाला.
(2) ब्लेडच्या मुखाच्या आकाराची आणि ब्लेडच्या जाडीची योग्य निवड
ब्लेडच्या तोंडाच्या आकारात प्रामुख्याने चार रचनांचा समावेश होतो: उलटी धार, बोथट वर्तुळ, उलटी धार आणि बोथट वर्तुळ यांचे मिश्रण आणि टोकदार कोन. टोकदार कोनीय रचनेमुळे धार तीक्ष्ण होते, कापण्याचा वेग जास्त असतो, कापण्याचे बल आणि बर्र लक्षणीयरीत्या कमी होतात, उत्पादनाच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते, कमी सिलिकॉन अॅल्युमिनियम मिश्रधातू आणि इतर कमी कठीण धातूंच्या एकसमान फिनिशिंगसाठी अधिक योग्य आहे. बोथट वर्तुळ रचना ब्लेडच्या तोंडाला निष्क्रिय करून 'आर' कोन तयार करते, ज्यामुळे ब्लेड तुटणे प्रभावीपणे टाळता येते, मध्यम/उच्च सिलिकॉन अॅल्युमिनियम मिश्रधातूवर प्रक्रिया करण्यासाठी योग्य आहे. काही विशेष प्रकरणांमध्ये, जसे की कमी कटिंग खोली आणि लहान चाकू फीडिंगमध्ये, बोथट वर्तुळ रचनेला प्राधान्य दिले जाते. उलटी धार रचना कडा आणि कोपरे वाढवते, ब्लेडला स्थिरता देते, परंतु त्याच वेळी दाब आणि कापण्याचा प्रतिकार वाढवते, उच्च सिलिकॉन अॅल्युमिनियम मिश्रधातूच्या जड भाराच्या कटिंगसाठी अधिक योग्य आहे.
EDM प्रक्रिया सुलभ करण्यासाठी, सामान्यतः PDC शीटचा एक पातळ थर (०.३-१.० मिमी) आणि त्यावर कार्बाइडचा थर वापरला जातो, ज्यामुळे टूलची एकूण जाडी सुमारे २८ मिमी होते. बाँडिंग पृष्ठभागांमधील ताणाच्या फरकामुळे होणारे स्तरीकरण टाळण्यासाठी कार्बाइडचा थर खूप जाड नसावा.
२, पीसीडी टूल उत्पादन प्रक्रिया
PCD टूलची उत्पादन प्रक्रिया ही टूलची कटिंग कार्यक्षमता आणि सेवा आयुष्य थेट ठरवते, जे त्याच्या उपयोगाची आणि विकासाची गुरुकिल्ली आहे. PCD टूलची उत्पादन प्रक्रिया आकृती ५ मध्ये दर्शविली आहे.
(1) पीसीडी संयुक्त गोळ्यांचे (पीडीसी) उत्पादन
① पीडीसीची उत्पादन प्रक्रिया
PDC सामान्यतः नैसर्गिक किंवा कृत्रिम हिऱ्याची पावडर आणि बंधनकारक घटकापासून उच्च तापमान (1000-2000℃) आणि उच्च दाब (5-10 atm) वर बनवले जाते. बंधनकारक घटक TiC, Sic, Fe, Co, Ni, इत्यादी मुख्य घटकांसह बंधनकारक पूल तयार करतो आणि हिऱ्याचे स्फटिक सहसंयुजी बंधाच्या स्वरूपात बंधनकारक पुलाच्या सांगाड्यात अंतर्भूत केले जातात. PDC सामान्यतः निश्चित व्यास आणि जाडीच्या चकत्यांमध्ये बनवले जाते आणि त्यावर ग्राइंडिंग, पॉलिशिंग आणि इतर संबंधित भौतिक आणि रासायनिक प्रक्रिया केल्या जातात. मूलतः, PDC च्या आदर्श स्वरूपाने एकल स्फटिक हिऱ्याची उत्कृष्ट भौतिक वैशिष्ट्ये शक्य तितकी टिकवून ठेवली पाहिजेत, म्हणून, सिंटरिंग बॉडीमधील अतिरिक्त घटक शक्य तितके कमी असावेत आणि त्याच वेळी, कणांचे DD बंधांचे संयोजन शक्य तितके जास्त असावे.
② बंधकांचे वर्गीकरण आणि निवड
बाइंडर हा PCD टूलच्या औष्णिक स्थिरतेवर परिणाम करणारा सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे, जो त्याच्या कठीणपणा, झीज-प्रतिरोध आणि औष्णिक स्थिरतेवर थेट परिणाम करतो. सामान्य PCD बॉन्डिंग पद्धतींमध्ये लोह, कोबाल्ट, निकेल आणि इतर संक्रमण धातूंचा समावेश होतो. Co आणि W मिश्रित पावडरचा बॉन्डिंग एजंट म्हणून वापर केला गेला आणि जेव्हा संश्लेषण दाब 5.5 GPa, सिंटरिंग तापमान 1450℃ आणि इन्सुलेशन 4 मिनिटे होते, तेव्हा सिंटरिंग PCD ची सर्वसमावेशक कामगिरी सर्वोत्तम होती. SiC, TiC, WC, TiB2 आणि इतर सिरॅमिक पदार्थ. SiC ची औष्णिक स्थिरता Co पेक्षा चांगली आहे, परंतु त्याचा कठीणपणा आणि फ्रॅक्चर टफनेस तुलनेने कमी आहे. कच्च्या मालाच्या आकारात योग्य घट केल्याने PCD चा कठीणपणा आणि टफनेस सुधारता येतो. कोणत्याही चिकट पदार्थाशिवाय, ग्रॅफाइट किंवा इतर कार्बन स्रोतांना अति-उच्च तापमान आणि उच्च दाबाखाली जाळून नॅनोस्केल पॉलिमर डायमंड (NPD) तयार केला जातो. NPD तयार करण्यासाठी ग्रॅफाइटचा पूर्वगामी म्हणून वापर करणे ही सर्वात आव्हानात्मक परिस्थिती आहे, परंतु संश्लेषित NPD मध्ये सर्वाधिक कठीणपणा आणि सर्वोत्तम यांत्रिक गुणधर्म असतात.
③ धान्यांची निवड आणि नियंत्रण
कच्चा माल म्हणून वापरली जाणारी डायमंड पावडर ही PCD च्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. डायमंड मायक्रोपावडरवर पूर्व-प्रक्रिया करणे, असामान्य डायमंड कणांच्या वाढीस अडथळा आणणाऱ्या पदार्थांची अल्प प्रमाणात भर घालणे आणि सिंटरिंग अॅडिटिव्हची योग्य निवड करणे, यांमुळे असामान्य डायमंड कणांची वाढ रोखता येते.
एकसमान संरचना असलेले उच्च शुद्ध नॅनोग्रॅफाइट डायमंड (NPD) विषमदिक्ता प्रभावीपणे दूर करू शकते आणि यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये आणखी सुधारणा करू शकते. उच्च-ऊर्जा बॉल ग्राइंडिंग पद्धतीने तयार केलेल्या नॅनोग्रॅफाइट प्रिकर्सर पावडरचा वापर उच्च तापमान प्री-सिंटरिंगमध्ये ऑक्सिजनचे प्रमाण नियंत्रित करण्यासाठी केला गेला, ज्यामुळे 18 GPa आणि 2100-2300℃ तापमानात ग्रॅफाइटचे डायमंडमध्ये रूपांतर होऊन लॅमेला आणि दाणेदार NPD तयार झाले, आणि लॅमेलाची जाडी कमी झाल्याने कठीणपणा वाढला.
④ उशिरा केलेला रासायनिक उपचार
समान तापमान (२००°C) आणि वेळेत (२० तास), लुईस ॲसिड-FeCl3 चा कोबाल्ट काढण्याचा प्रभाव पाण्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगला होता, आणि HCl चे इष्टतम प्रमाण १०-१५ ग्रॅम / १०० मिली होते. कोबाल्ट काढण्याचे प्रमाण जसजसे वाढते, तसतशी PCD ची औष्णिक स्थिरता सुधारते. जाडसर कणांच्या वाढीच्या PCD साठी, तीव्र आम्ल उपचाराने Co पूर्णपणे काढता येतो, परंतु त्याचा पॉलिमरच्या कार्यक्षमतेवर मोठा परिणाम होतो; संश्लेषित बहुस्फटिक रचना बदलण्यासाठी TiC आणि WC मिसळणे आणि PCD ची स्थिरता सुधारण्यासाठी तीव्र आम्ल उपचारासोबत त्याचा वापर करणे. सध्या, PCD सामग्री तयार करण्याची प्रक्रिया सुधारत आहे, उत्पादनाची कणखरता चांगली आहे, विषमदिक्ता मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे, व्यावसायिक उत्पादन शक्य झाले आहे आणि संबंधित उद्योग वेगाने विकसित होत आहेत.
(2) पीसीडी ब्लेडची प्रक्रिया
① कापण्याची प्रक्रिया
PCD मध्ये उच्च कठीणता, चांगली झीज-प्रतिरोधकता आणि अत्यंत कठीण कटिंग प्रक्रिया असते.
② वेल्डिंग प्रक्रिया
PDC आणि चाकूचा मुख्य भाग यांत्रिक क्लॅम्प, बॉन्डिंग आणि ब्रेझिंगद्वारे जोडले जातात. ब्रेझिंग म्हणजे PDC ला कार्बाइड मॅट्रिक्सवर दाबणे, ज्यामध्ये व्हॅक्यूम ब्रेझिंग, व्हॅक्यूम डिफ्यूजन वेल्डिंग, हाय फ्रिक्वेन्सी इंडक्शन हीटिंग ब्रेझिंग, लेझर वेल्डिंग इत्यादींचा समावेश होतो. हाय फ्रिक्वेन्सी इंडक्शन हीटिंग ब्रेझिंग कमी खर्चाचे आणि जास्त परतावा देणारे आहे, आणि त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. वेल्डिंगची गुणवत्ता फ्लक्स, वेल्डिंग मिश्रधातू आणि वेल्डिंग तापमानाशी संबंधित असते. वेल्डिंग तापमानाचा (साधारणपणे ७००°C पेक्षा कमी) सर्वात जास्त परिणाम होतो, तापमान खूप जास्त असल्यास PCD चे ग्राफायटीकरण किंवा 'ओव्हर-बर्निंग' होण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे वेल्डिंगच्या परिणामावर थेट परिणाम होतो, आणि तापमान खूप कमी असल्यास वेल्डिंगची ताकद अपुरी राहते. वेल्डिंगचे तापमान इन्सुलेशनची वेळ आणि PCD च्या लालसरपणाच्या खोलीद्वारे नियंत्रित केले जाऊ शकते.
③ ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रिया
PCD टूल ग्राइंडिंग प्रक्रिया ही उत्पादन प्रक्रियेचा मुख्य भाग आहे. साधारणपणे, ब्लेडची कमाल जाडी ५ मायक्रॉनच्या आत असते आणि चापाची त्रिज्या ४ मायक्रॉनच्या आत असते; पुढील आणि मागील कटिंग पृष्ठभाग एक विशिष्ट पृष्ठभाग परिष्करण सुनिश्चित करतात, आणि आरशासारख्या अचूकतेची आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी पुढील कटिंग पृष्ठभागाची जाडी (Ra) ०.०१ मायक्रॉनपर्यंत कमी करतात, ज्यामुळे चिप्स पुढील चाकूच्या पृष्ठभागावरून वाहतात आणि चाकू चिकटण्यास प्रतिबंध होतो.
ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रियेमध्ये डायमंड ग्राइंडिंग व्हील मेकॅनिकल ब्लेड ग्राइंडिंग, इलेक्ट्रिक स्पार्क ब्लेड ग्राइंडिंग (EDG), मेटल बाइंडर सुपर हार्ड अ‍ॅब्रेसिव्ह ग्राइंडिंग व्हील ऑनलाइन इलेक्ट्रोलाइटिक फिनिशिंग ब्लेड ग्राइंडिंग (ELID) आणि कंपोझिट ब्लेड ग्राइंडिंग मशीनिंग यांचा समावेश होतो. यांपैकी, डायमंड ग्राइंडिंग व्हील मेकॅनिकल ब्लेड ग्राइंडिंग ही सर्वात प्रगत आणि सर्वाधिक वापरली जाणारी पद्धत आहे.
संबंधित प्रयोग: ① जाड कणांच्या ग्राइंडिंग व्हीलमुळे ब्लेड गंभीरपणे खराब होते, आणि ग्राइंडिंग व्हीलच्या कणांचा आकार कमी झाल्यावर ब्लेडची गुणवत्ता सुधारते; ② ग्राइंडिंग व्हीलच्या कणांचा आकार हा बारीक कण किंवा अतिबारीक कण पीसीडी टूल्सच्या ब्लेडच्या गुणवत्तेशी जवळून संबंधित आहे, परंतु जाड कणांच्या पीसीडी टूल्सवर त्याचा मर्यादित परिणाम होतो.
देश-विदेशातील संबंधित संशोधन प्रामुख्याने ब्लेड ग्राइंडिंगच्या यंत्रणा आणि प्रक्रियेवर लक्ष केंद्रित करते. ब्लेड ग्राइंडिंग यंत्रणेमध्ये, थर्मोकेमिकल रिमूव्हल आणि मेकॅनिकल रिमूव्हल हे प्रमुख असतात, आणि ब्रिटल रिमूव्हल व फटीग रिमूव्हल तुलनेने कमी असतात. ग्राइंडिंग करताना, वेगवेगळ्या बाइंडिंग एजंट डायमंड ग्राइंडिंग व्हील्सच्या मजबुती आणि उष्णता प्रतिरोधकतेनुसार, ग्राइंडिंग व्हीलचा वेग आणि स्विंग फ्रिक्वेन्सी शक्य तितकी वाढवावी, ब्रिटलनेस आणि फटीग रिमूव्हल टाळावे, थर्मोकेमिकल रिमूव्हलचे प्रमाण वाढवावे आणि पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा कमी करावा. ड्राय ग्राइंडिंगमध्ये पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा कमी असतो, परंतु उच्च प्रक्रिया तापमानामुळे टूलचा पृष्ठभाग सहजपणे जळू शकतो.
ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रियेत खालील गोष्टींकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे: ① ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रियेचे योग्य पॅरामीटर्स निवडल्यास, ब्लेडच्या धारेच्या तोंडाची गुणवत्ता अधिक उत्कृष्ट होते आणि ब्लेडच्या पुढील व मागील पृष्ठभागाचे फिनिशिंग अधिक चांगले होते. तथापि, जास्त ग्राइंडिंग फोर्स, मोठे नुकसान, कमी ग्राइंडिंग कार्यक्षमता आणि जास्त खर्च यांचाही विचार करणे आवश्यक आहे; ② योग्य दर्जाचे ग्राइंडिंग व्हील निवडल्यास, ज्यामध्ये बाइंडरचा प्रकार, कणांचा आकार, प्रमाण, बाइंडर, ग्राइंडिंग व्हील ड्रेसिंग यांचा समावेश होतो. योग्य ड्राय आणि वेट ब्लेड ग्राइंडिंग परिस्थितीसह, टूलच्या पुढील आणि मागील कोपऱ्यांचे, नाईफ टिप पॅसिव्हेशन व्हॅल्यू आणि इतर पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करता येतात, तसेच टूलच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारता येते.
वेगवेगळ्या प्रकारच्या बाइंडर डायमंड ग्राइंडिंग व्हीलची वैशिष्ट्ये, ग्राइंडिंगची पद्धत आणि परिणाम वेगवेगळे असतात. रेझिन बाइंडर डायमंड ग्राइंडिंग व्हील मऊ असते, ग्राइंडिंगचे कण वेळेआधीच गळून पडतात, त्यात उष्णता प्रतिरोधक क्षमता नसते, उष्णतेमुळे पृष्ठभाग सहजपणे विकृत होतो, ब्लेडच्या ग्राइंडिंग पृष्ठभागावर झीजेच्या खुणा उमटण्याची शक्यता असते आणि पृष्ठभाग जास्त खडबडीत होतो; मेटल बाइंडर डायमंड ग्राइंडिंग व्हील ग्राइंडिंग आणि बारीक करण्यामुळे धारदार राहते, त्याला चांगला आकार देता येतो, पृष्ठभाग गुळगुळीत होतो, ब्लेडच्या ग्राइंडिंग पृष्ठभागावर कमी खडबडीतपणा असतो आणि कार्यक्षमता जास्त असते, तथापि, ग्राइंडिंग कणांना बांधून ठेवण्याच्या क्षमतेमुळे स्व-धार कमी होते, आणि कटिंग एजवर आघातामुळे फट राहण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे कडेला गंभीर नुकसान होते; सिरॅमिक बाइंडर डायमंड ग्राइंडिंग व्हीलमध्ये मध्यम ताकद असते, स्व-उत्तेजनाची क्षमता चांगली असते, आतमध्ये जास्त छिद्रे असतात, जे धूळ काढण्यासाठी आणि उष्णता बाहेर टाकण्यासाठी उपयुक्त ठरतात, विविध प्रकारच्या कूलंटशी जुळवून घेऊ शकतात, ग्राइंडिंगचे तापमान कमी असते, ग्राइंडिंग व्हीलची झीज कमी होते, आकार चांगला टिकून राहतो आणि अचूक कार्यक्षमता जास्त असते, तथापि, डायमंड ग्राइंडिंग आणि बाइंडरच्या मिश्रणामुळे टूलच्या पृष्ठभागावर खड्डे तयार होतात. प्रक्रिया केल्या जाणाऱ्या सामग्री, सर्वसमावेशक ग्राइंडिंग कार्यक्षमता, अपघर्षक टिकाऊपणा आणि वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेनुसार वापर करा.
ग्राइंडिंग कार्यक्षमतेवरील संशोधन मुख्यत्वे उत्पादकता सुधारणे आणि खर्च नियंत्रित करण्यावर लक्ष केंद्रित करते. सामान्यतः, ग्राइंडिंग दर Q (प्रति एकक वेळेत PCD निष्कासन) आणि झीज गुणोत्तर G (PCD निष्कासन आणि ग्राइंडिंग व्हीलचे नुकसान यांचे गुणोत्तर) हे मूल्यांकनाचे निकष म्हणून वापरले जातात.
जर्मन अभ्यासक केंटर यांनी स्थिर दाबाने पीसीडी टूल ग्राइंडिंग करून केलेल्या चाचणीत असे दिसून आले की: ① ग्राइंडिंग व्हीलचा वेग, पीसीडी कणांचा आकार आणि कूलंटची घनता वाढवल्यास, ग्राइंडिंगचा दर आणि झीज गुणोत्तर कमी होते; ② ग्राइंडिंग कणांचा आकार वाढवल्यास, स्थिर दाब वाढवल्यास, ग्राइंडिंग व्हीलमधील हिऱ्यांची घनता वाढवल्यास, ग्राइंडिंगचा दर आणि झीज गुणोत्तर वाढते; ③ बाइंडरचा प्रकार वेगळा असल्यास, ग्राइंडिंगचा दर आणि झीज गुणोत्तर वेगवेगळे असते. केंटर यांनी पीसीडी टूलच्या ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रियेचा पद्धतशीरपणे अभ्यास केला, परंतु ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रियेच्या प्रभावाचे पद्धतशीरपणे विश्लेषण केले गेले नाही.

३. पीसीडी कटिंग टूल्सचा वापर आणि त्यातील बिघाड
(1) टूल कटिंग पॅरामीटर्सची निवड
PCD टूलच्या सुरुवातीच्या काळात, धारदार पात्याचे तोंड हळूहळू पॅसिव्हेट होते आणि मशीनिंग पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते. पॅसिव्हेशनमुळे ब्लेड ग्राइंडिंगमुळे निर्माण झालेल्या सूक्ष्म भेगा आणि लहान बर्स प्रभावीपणे काढून टाकता येतात, कटिंग एजच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते आणि त्याच वेळी, गोलाकार एज रेडियस तयार करून प्रक्रिया केलेल्या पृष्ठभागाला दाबून त्याची दुरुस्ती करता येते, ज्यामुळे वर्कपीसच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते.
PCD टूलने ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या पृष्ठभागावर मिलिंग करताना, कटिंगचा वेग साधारणपणे ४००० मीटर/मिनिट असतो, तर छिद्र पाडण्याच्या प्रक्रियेसाठी तो साधारणपणे ८०० मीटर/मिनिट असतो. उच्च लवचिक-प्लास्टिक अलौह धातूंच्या प्रक्रियेसाठी जास्त टर्निंग वेग (३००-१००० मीटर/मिनिट) वापरावा लागतो. फीड व्हॉल्यूम साधारणपणे ०.०८-०.१५ मिमी/आर दरम्यान ठेवण्याची शिफारस केली जाते. फीड व्हॉल्यूम खूप जास्त असल्यास, कटिंग फोर्स वाढतो आणि वर्कपीसच्या पृष्ठभागाचे अवशिष्ट भौमितिक क्षेत्र वाढते; फीड व्हॉल्यूम खूप कमी असल्यास, कटिंगची उष्णता वाढते आणि झीज वाढते. कटिंगची खोली वाढल्यास, कटिंग फोर्स वाढतो, कटिंगची उष्णता वाढते आणि आयुष्य कमी होते. कटिंगची खोली जास्त असल्यास ब्लेड सहजपणे तुटू शकते; कटिंगची खोली कमी असल्यास मशीनिंग हार्डनिंग, झीज आणि अगदी ब्लेड तुटण्याची शक्यता असते.
(2) परिधान फॉर्म
टूलद्वारे वर्कपीसवर प्रक्रिया करताना, घर्षण, उच्च तापमान आणि इतर कारणांमुळे झीज अटळ असते. डायमंड टूलच्या झिजेचे तीन टप्पे असतात: सुरुवातीचा जलद झिजेचा टप्पा (ज्याला संक्रमण टप्पा असेही म्हणतात), स्थिर झिजेचा टप्पा ज्यात झिजेचा दर स्थिर असतो, आणि त्यानंतरचा जलद झिजेचा टप्पा. जलद झिजेचा टप्पा हे दर्शवतो की टूल काम करत नाही आणि त्याला पुन्हा ग्राइंड करण्याची आवश्यकता आहे. कटिंग टूल्सच्या झिजेच्या प्रकारांमध्ये आसंजक झीज (कोल्ड वेल्डिंग झीज), विसरण झीज, अपघर्षक झीज, ऑक्सिडेशन झीज इत्यादींचा समावेश होतो.
पारंपारिक साधनांपेक्षा वेगळे, PCD साधनांची झीज चिकट झीज, विसरण झीज आणि बहुस्फटिकी थराचे नुकसान या स्वरूपात होते. त्यापैकी, बहुस्फटिकी थराचे नुकसान हे मुख्य कारण आहे, जे बाह्य आघातामुळे ब्लेड किंचित आत दबणे किंवा PDC मधील चिकटपणा कमी झाल्यामुळे फट निर्माण होणे या स्वरूपात दिसून येते. हे एक भौतिक-यांत्रिक नुकसान आहे, ज्यामुळे प्रक्रियेची अचूकता कमी होऊ शकते आणि वर्कपीस वाया जाऊ शकतो. PCD कणांचा आकार, ब्लेडचा आकार, ब्लेडचा कोन, वर्कपीसचे साहित्य आणि प्रक्रिया मापदंड हे ब्लेडच्या मजबुतीवर आणि कटिंग फोर्सवर परिणाम करतात आणि त्यामुळे बहुस्फटिकी थराचे नुकसान होते. अभियांत्रिकी व्यवहारात, प्रक्रियेच्या परिस्थितीनुसार योग्य कच्च्या मालाच्या कणांचा आकार, साधनाचे मापदंड आणि प्रक्रिया मापदंड निवडले पाहिजेत.

४. पीसीडी कटिंग टूल्सचा विकास कल
सध्या, PCD टूलच्या वापराची व्याप्ती पारंपरिक टर्निंगपासून ड्रिलिंग, मिलिंग, हाय-स्पीड कटिंगपर्यंत विस्तारली आहे आणि त्याचा वापर देश-विदेशात मोठ्या प्रमाणावर केला जात आहे. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या वेगवान विकासामुळे केवळ पारंपरिक वाहन उद्योगावरच परिणाम झाला नाही, तर टूल उद्योगासमोरही अभूतपूर्व आव्हाने उभी राहिली आहेत, ज्यामुळे टूल उद्योगाला सुधारणा आणि नवनिर्मितीला गती देण्यास भाग पडले आहे.
PCD कटिंग टूल्सच्या व्यापक वापरामुळे त्यांच्या संशोधन आणि विकासाला चालना मिळाली आहे. संशोधनाच्या या सखोलतेमुळे, PCD ची वैशिष्ट्ये अधिकाधिक लहान होत आहेत, ग्रेन रिफायनमेंटच्या गुणवत्तेत सुधारणा होत आहे, कामगिरीतील एकसमानता, ग्राइंडिंगचा दर आणि झीजेचे प्रमाण वाढत आहे, तसेच आकार आणि संरचनेत विविधता येत आहे. PCD टूल्सच्या संशोधनाच्या दिशांमध्ये खालील बाबींचा समावेश आहे: ① पातळ PCD थराचे संशोधन आणि विकास करणे; ② नवीन PCD टूल सामग्रीचे संशोधन आणि विकास करणे; ③ PCD टूल्सचे वेल्डिंग अधिक चांगल्या प्रकारे करण्यासाठी आणि खर्च आणखी कमी करण्यासाठी संशोधन करणे; ④ कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी PCD टूल ब्लेड ग्राइंडिंग प्रक्रियेत सुधारणा करण्याचे संशोधन करणे; ⑤ PCD टूल पॅरामीटर्सना अनुकूलित करण्याचे आणि स्थानिक परिस्थितीनुसार टूल्स वापरण्याचे संशोधन करणे; ⑥ प्रक्रिया केल्या जाणाऱ्या सामग्रीनुसार कटिंग पॅरामीटर्सची तर्कसंगत निवड करण्याचे संशोधन करणे.
संक्षिप्त सारांश
(1) PCD टूलची कटिंग कामगिरी अनेक कार्बाइड टूल्समधील कमतरता भरून काढते; त्याच वेळी, त्याची किंमत सिंगल क्रिस्टल डायमंड टूलपेक्षा खूपच कमी आहे, आधुनिक कटिंगमध्ये हे एक आश्वासक टूल आहे;
(2) प्रक्रिया केलेल्या सामग्रीच्या प्रकार आणि कार्यक्षमतेनुसार, PCD साधनांच्या कणांचा आकार आणि मापदंडांची योग्य निवड करणे, ही साधन निर्मिती आणि वापराची पूर्वअट आहे.
(3) PCD मटेरियलमध्ये उच्च कठीणपणा असतो, जे कटिंग नाईफच्या भागासाठी एक आदर्श मटेरियल आहे, परंतु त्यामुळे कटिंग टूलच्या निर्मितीमध्ये अडचणी देखील येतात. निर्मिती करताना, सर्वोत्तम खर्च-कार्यक्षमता साध्य करण्यासाठी, प्रक्रियेतील अडचण आणि प्रक्रियेच्या गरजा यांचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे;
(4) चाकूच्या क्षेत्रात PCD प्रक्रिया सामग्री वापरताना, उत्पादनाची कार्यक्षमता पूर्ण करण्याच्या आधारावर, आपण कटिंग पॅरामीटर्सची वाजवी निवड केली पाहिजे, जेणेकरून टूलचे सेवा आयुष्य शक्य तितके वाढवता येईल आणि टूलचे आयुष्य, उत्पादन कार्यक्षमता आणि उत्पादनाची गुणवत्ता यांच्यात संतुलन साधता येईल;
(5) PCD मधील अंगभूत कमतरतांवर मात करण्यासाठी नवीन साधन सामग्रीवर संशोधन आणि विकास करणे.
हा लेख " येथून घेतला आहे"अतिकठीण सामग्री नेटवर्क"