การประสานส่วนเพชรและพื้นผิว

หัวตัดเพชรและวัสดุพิมพ์มักเชื่อมต่อกันด้วยการประสานเพื่อทำเครื่องมือเพชร เครื่องมือเลื่อย ตัด เจียรและเจาะทุกชนิดที่เห็นในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่เชื่อมต่อด้วยการประสาน เครื่องมือดังกล่าวมีหลายรูปแบบ แต่ข้อต่อมีลักษณะทั่วไป นั่นคือ การประสานของวัสดุเชิงซ้อนที่มีรูพรุนซึ่งผลิตโดยผงโลหะและโลหะผสมเหล็ก

 

สภาพการทำงานของเครื่องมือเพชรนั้นค่อนข้างสมบุกสมบัน และโดยทั่วไปจะใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเร็วสูง การสั่นสะเทือน และอุณหภูมิสูง ดังนั้นการประสานหัวกัดเพชรจึงเป็นเรื่องยาก เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือเพชร ข้อกำหนดสำหรับความเร็วตัดและอัตราป้อนงานจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เครื่องมือเพชรต้องมีความแข็งแรงของรอยเชื่อมประสานที่สูงขึ้น ในทางเทคนิคเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของตะเข็บประสาน วัสดุประสานและกระบวนการประสานอาศัยและส่งเสริมซึ่งกันและกัน ในทางเทคนิคเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการประสาน กระบวนการประสานและอุปกรณ์ประสานสนับสนุนและส่งเสริมซึ่งกันและกัน

 

อุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะตัวเติมสำหรับประสานสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเผาผนึกของหัวกัด ควรเลือกอุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะตัวเติมประสานตามอุณหภูมิการเผา การเลือกความแข็งแรงของโลหะเสริมประสานควรอ้างอิงจากเงื่อนไขการใช้งานของเครื่องมือ วัสดุประสานควรเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้เมื่อหัวตัดเพชรประสานกับพื้นผิว: อุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะบัดกรีควรต่ำกว่า 850 องศา และยิ่งต่ำยิ่งดี โลหะฟิลเลอร์ประสานมีความสามารถในการเปียกได้ดีกับวัสดุเมทริกซ์ของหัวตัดเพชรและพื้นผิวเครื่องมือและการแพร่กระจายการไหลปานกลาง โลหะบัดกรีควรมีประสิทธิภาพการล้าที่ดีและความเสถียร และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงในทันทีที่ 300-400 องศา ; กระบวนการประสานนั้นใช้งานง่าย และสามารถใช้การประสานแบบเหนี่ยวนำทั่วไปหรือการประสานด้วยเปลวไฟได้

 

ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักของกระบวนการประสานต่อคุณสมบัติทางกลของข้อต่อประสานเครื่องมือเพชร ได้แก่ ความหนาของแผ่นเชื่อม การรักษาก่อนการเชื่อม เวลาในการให้ความร้อน อัตราการให้ความร้อน ระยะเวลาการคงรูป การรักษาหลังการเชื่อม เป็นต้น ปัจจัยเหล่านี้เป็นตัวกำหนด สภาพเปียกน้ำ ความพรุน อัตราการรวม ความหนาของตะเข็บประสาน และความเค้นตกค้างในบริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อม เป็นต้น

 

ความหนาของแผ่นประสานมีผลต่อความหนาของแนวประสานของรอยต่อ จึงส่งผลต่อกำลังรับแรงเฉือนและความล้าของรอยต่อประสาน การวิจัยเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อใช้องค์ประกอบการบัดกรีและกระบวนการประสานเดียวกันในการประสานเครื่องมือเพชร เมื่อความหนาของตะเข็บประสานอยู่ระหว่าง {{0}}.20 ถึง 0.28 มม. ประสิทธิภาพที่ครอบคลุม ของรอยต่อประสานจะดีกว่า (ความหนาของโลหะเชื่อมประสานสามารถลดลงเหลือ 0.15 มม. เมื่อทำการเชื่อมใหม่) เมื่อความหนาของตะเข็บประสานมีขนาดเล็ก การบัดกรีเปียกที่พื้นผิวรอยต่อของหัวกัดและวัสดุพิมพ์ของเครื่องมือไม่เพียงพอ ส่งผลให้อัตราการประสานต่ำและความแข็งแรงของตะเข็บประสานต่ำ ในขณะเดียวกัน ดีบุก ตะกั่ว และอะลูมิเนียม เหล็ก ทังสเตน ไททาเนียม และองค์ประกอบอื่น ๆ จะกระจายและละลายในแนวเชื่อม ซึ่งส่งเสริมการเปราะของข้อต่อประสานและลดความแข็งแรงของข้อต่อ เมื่อความหนาของรอยต่อประสานใหญ่เกินไป จะเกิดรูพรุนในรอยต่อประสานได้ง่าย ซึ่งจะลดพื้นที่ประสานที่มีประสิทธิภาพ และลดแรงเฉือน

 

การก่อตัวของรอยต่อประสานสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกระบวนการให้ความร้อนทั้งหมด ปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการให้ความร้อน อุณหภูมิในการบัดกรีแข็ง ระยะเวลาการยึดเกาะ และอัตราการเย็นตัว จะส่งผลต่อความสามารถในการเปียกน้ำและความพรุนของรอยต่อประสาน ซึ่งจะเป็นการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของข้อต่อ ในกระบวนการผลิต มักจะใช้อัตราการให้ความร้อนที่สูงขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการทำงาน หากอัตราการให้ความร้อนสูงเกินไป รอยต่อจะมีความเค้นตกค้างจำนวนมากและส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของรอยเชื่อม เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของแต่ละส่วนประกอบในกลุ่มเพชรมีความแตกต่างกันมาก ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของทังสเตนคาร์ไบด์ ทังสเตน และโครเมียมมีค่าน้อย ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของสังกะสี ตะกั่ว ดีบุก แมงกานีส โคบอลต์และธาตุอื่นๆ เป็นจำนวนมาก การเสียรูปขององค์ประกอบหลังจากการให้ความร้อนจะแตกต่างกันเพื่อสร้างความเครียดภายใน แต่อัตราการให้ความร้อนที่ต่ำเกินไปไม่เพียงแต่ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตต่ำเท่านั้น แต่ยังทำให้ปฏิกิริยาออกซิเดชันของตะเข็บโลหะประสานแย่ลง ซึ่งส่งผลเสียต่อข้อต่อเครื่องมือเพชร เพื่อแก้ปัญหาความเร็วในการทำความร้อน สามารถใช้กระบวนการทำความร้อนแบบสองขั้นตอนได้ ขั้นแรก ชิ้นงานจะได้รับความร้อนถึง 400-500 องศา และอุณหภูมิจะถูกเก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะให้ความร้อนและเชื่อมต่อไป อุณหภูมิในการประสานมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติทางกลของข้อต่อ เมื่ออุณหภูมิในการประสานสูงเกินไป ธาตุสังกะสีในวัสดุประสานจะระเหยกลายเป็นรูพรุน และในขณะเดียวกัน วัสดุประสานจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายเพื่อก่อให้เกิดตะกรัน ซึ่งทำให้ความแข็งแรงของข้อต่อลดลง เมื่ออุณหภูมิในการประสานต่ำเกินไป การไหลตัวของวัสดุประสานไม่ดี ทำให้เกิดตะกรันได้ง่าย ทำให้เกิดการเชื่อมที่ผิดพลาด และยังลดความแข็งแรงของข้อต่ออีกด้วย

 

การสั่นสะเทือนความถี่สูงในกระบวนการประสานสามารถปรับปรุงอัตราการประสานและลดความเครียดจากความร้อนที่ตกค้างได้ เทคโนโลยีไดรฟ์แม่เหล็กสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ลดการใช้พลังงาน และปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน

ขั้นตอนก่อนและหลังการบัดกรีแข็งมีอิทธิพลสำคัญต่อคุณภาพของการบัดกรีแข็ง ก่อนการเชื่อม พื้นผิวที่ประสานจะต้องถูกบดเพื่อขจัดชั้นออกไซด์ จำเป็นต้องมีช่องว่างระหว่างหัวเครื่องมือเจียรและส่วนผสมพันธุ์ของวัสดุพิมพ์ที่สม่ำเสมอ วิธีที่ใช้ทั่วไปในการขจัดชั้นออกไซด์ของพื้นผิว ได้แก่ การเจียรด้วยเครื่องบด การตะไบ และการพ่นทราย เครื่องมือเพชรหลังการเชื่อมควรใช้ความเย็นช้าหรือมาตรการรักษาความร้อนเพื่อลดอัตราการเย็นตัวหลังการเชื่อมให้มากที่สุด ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการลดความเครียดจากความร้อนหลังการเชื่อม วิธีที่ประหยัดกว่าในการผลิตคือการใช้แร่ใยหินเพื่อการเก็บรักษาความร้อน หลังจากการเชื่อม มักจะมีตะกรันออกไซด์และฟลักซ์จำนวนมากเหลืออยู่บนพื้นผิวของชิ้นงาน ซึ่งควรทำความสะอาดด้วยการพ่นทรายเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของชิ้นงานจากฟลักซ์ หลังจากทำความสะอาดชิ้นงานแล้วจำเป็นต้องตรวจสอบคุณภาพการเชื่อมของตะเข็บประสาน พื้นผิวของรอยประสานที่มีคุณภาพการเชื่อมดี เรียบ เรียบ เป็นรูปโค้ง ไม่มีรูพรุนและรอยแตกชัดเจน