เหตุใดจึงเพิ่มแมงกานีสลงในเครื่องมือเพชร?

เหตุใดจึงเพิ่มแมงกานีสลงในเครื่องมือเพชร

ในเครื่องมือเพชร หน้าที่ของสารยึดเกาะโลหะ (เมทริกซ์) คือการรักษาอนุภาคของเพชรและสึกหรอในอัตราที่เหมาะสมระหว่างการใช้งาน เพื่อให้มั่นใจว่าคมตัดของเพชรจะสดใหม่อย่างต่อเนื่อง แม้ว่าโดยทั่วไปแมงกานีสจะถูกใช้ในปริมาณเล็กน้อยเป็นองค์ประกอบการผสม แต่ก็มีบทบาทสำคัญในระบบสารยึดเกาะที่มีทองแดง เหล็ก ทังสเตน และทังสเตนคาร์ไบด์ วัตถุประสงค์หลักของการเติมแมงกานีสคือการปรับปรุงคุณลักษณะการเผาผนึก การยึดเกาะของพื้นผิว และคุณสมบัติทางกล โดยไม่ทำลายเพชรหรือลดทอนประสิทธิภาพเมทริกซ์อื่นๆ

(ธาตุแมงกานีส)

 

 

I. ลดอุณหภูมิการเผาผนึกของเฟสสารยึดเกาะที่ใช้ทองแดง-ลงอย่างมาก

แมงกานีสมีจุดหลอมเหลว 1246 องศา มีความแข็งและความแข็งแรงสูงเทียบได้กับเหล็ก มีความสามารถในการละลายร่วมกันได้ดีกับทองแดง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โลหะผสม Cu-Mn ที่มีแมงกานีส 33.7% มีจุดหลอมเหลวเพียง 871 องศา คุณลักษณะนี้ช่วยให้แมงกานีสสามารถลดอุณหภูมิการเผาผนึกของเฟสสารยึดเกาะที่มีทองแดง-ลงได้อย่างมาก

สำหรับเครื่องมือเพชร การลดอุณหภูมิการเผาผนึกมีข้อดีหลายประการ:

1. ลดความเสี่ยงของการเกิดกราไฟท์ของเพชร การเกิดออกซิเดชัน หรือความเสียหายจากความร้อนที่อุณหภูมิสูง
2. ลดการใช้พลังงานและปรับปรุงต้นทุนกระบวนการ-ประสิทธิผล
3. อำนวยความสะดวกในการก่อตัวของโครงสร้างจุลภาคเมทริกซ์ที่หนาแน่นและสม่ำเสมอมากขึ้น

ดังนั้น การเติมแมงกานีสในปริมาณที่เหมาะสมลงในสารยึดเกาะที่มีทองแดง-ทำให้สามารถเผาผนึกได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำลง ทำให้เกิดความสมดุลในการปกป้องเพชรด้วยการเพิ่มความหนาแน่นของเมทริกซ์

 

ครั้งที่สอง การปรับปรุงความสามารถในการเปียกของ-สารยึดเกาะที่ใช้ทองแดงกับวัสดุโครงกระดูกและเพชร

แมงกานีสช่วยเพิ่มความสามารถในการเปียกของสารยึดเกาะที่มีทองแดง-เกี่ยวกับวัสดุโครงกระดูกและเพชร ความสามารถในการเปียกที่ดีขึ้นช่วยให้เฟสของสารยึดเกาะของเหลวแพร่กระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาคโครงกระดูกและเพชรในระหว่างการเผาผนึก ส่งผลให้เกิดพันธะระหว่างผิวที่แน่นขึ้นเมื่อเย็นตัวลง สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับการกักเก็บเพชรของเมทริกซ์โดยตรง ลดการสูญเสียเพชรก่อนวัยอันควรระหว่างการใช้งาน และด้วยเหตุนี้จึงช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือและเพิ่มความมั่นคงในการตัด

 

III. เข้ากันได้ดีกับเหล็ก เหมาะสำหรับสารยึดเกาะที่เป็นเหล็ก-

แมงกานีสยังเข้ากันได้ดีกับเหล็กอีกด้วย การเพิ่มแมงกานีสลงในเมทริกซ์พันธะที่มีธาตุเหล็ก- ให้ประโยชน์ดังต่อไปนี้:

1. แมงกานีสกลายเป็นสารละลายของแข็งแทนที่ด้วยเหล็ก ส่งผลให้สารละลายของแข็ง-แข็งตัวขึ้นซึ่งจะเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเมทริกซ์
2. ช่วยปรับปรุงความเป็นพลาสติกของเมทริกซ์ที่เป็นเหล็ก-ได้ปานกลาง ในขณะเดียวกันก็ลดการเปราะบางลง
3. แมงกานีสทำหน้าที่จับกับออกซิเจน จึงช่วยบรรเทาปัญหาการเกิดออกซิเดชันในระหว่างกระบวนการเผาผนึกของพันธะที่มีธาตุเหล็ก-

ด้วยเหตุนี้ ภายในระบบที่มีธาตุเหล็ก- แมงกานีสไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นสารช่วยกำจัดออกซิไดซ์และสารทำให้แข็งตัวอีกด้วย

 

IV. ผลการดีออกซิไดซ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลการทำงานร่วมกันอย่างมีนัยสำคัญควบคู่ไปกับอะลูมิเนียมและซิลิคอน

แมงกานีสมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์โดยธรรมชาติ ความสามารถในการกำจัดออกซิไดซ์ได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อใช้ร่วมกับอะลูมิเนียม (Al) และซิลิคอน (Si) ในระหว่างการเผาเครื่องมือเพชร การมีอยู่ของออกซิเจนอาจทำให้เกิดการรวมตัวของออกไซด์และความพรุนภายในเมทริกซ์ รวมถึงการที่ผิวสัมผัสอ่อนตัวลง การดำเนินการกำจัดออกซิไดซ์ของแมงกานีสช่วยทำให้เมทริกซ์บริสุทธิ์ ปรับปรุงคุณภาพการเผาผนึก และเพิ่มทั้งความหนาแน่นของเมทริกซ์และคุณสมบัติเชิงกล

 

 

V. การปรับปรุงความเหนียวและความต้านทานการสึกหรอเพื่อทนต่อแรงกระแทก

โลหะผสมแมงกานีสสูง-มักมีความเหนียวและต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่า ดังนั้นเครื่องมือเพชรที่มีแมงกานีสสูงจึงสามารถทนต่อแรงกระแทกระหว่างการทำงานได้ การต้านทานแรงกระแทกนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องมือที่ใช้ในงานที่เกี่ยวข้องกับการตัดกระแทก การเจียระไนงานหนัก- หรือการเจาะ เนื่องจากช่วยลดการแตกร้าวของเมทริกซ์และการสูญเสียเพชรก่อนเวลาอันควร

 

วี. ข้อจำกัดของแมงกานีสและข้อควรพิจารณาในการใช้

แม้จะมีข้อได้เปรียบที่กล่าวมาข้างต้น แต่การใช้แมงกานีสในเครื่องมือเพชรจำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดเนื่องจากมีข้อจำกัดที่สำคัญบางประการ:

1. ผงแมงกานีสออกซิไดซ์ได้ง่ายและยากต่อการลดเมื่อออกซิไดซ์ ซึ่งจะทำให้การเก็บ การผสม และการเผาผงมีความซับซ้อน และเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดสิ่งเจือปนจากออกไซด์
2. ที่อุณหภูมิสูง แมงกานีสจะส่งเสริมการเกิดกราไฟต์ของเพชร ซึ่งจะทำให้เพชรเสียหาย ส่งผลให้ประสิทธิภาพการตัดและอายุการใช้งานของเครื่องมือลดลง
3. แมงกานีสมีแนวโน้มที่จะลดการนำความร้อนและไฟฟ้าของเมทริกซ์พันธะ สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายต่อเครื่องมือที่ต้องการการกระจายความร้อนหรือการนำไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ แมงกานีสจึงมักใช้ด้วยความระมัดระวังในการออกแบบการกำหนดสูตรในทางปฏิบัติ:

• โดยทั่วไปจะมีการเติมลงในสูตรที่ใช้ W- หรือ WC - เพื่อลดอุณหภูมิการเผาผนึกของเฟสสารยึดเกาะที่ใช้ทองแดง- และเพิ่มการยึดเกาะกับเฟสโครงกระดูก
• โดยปกติแล้วปริมาณการใช้จะไม่เกิน 5% เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้คุณสมบัติของเพชรและเมทริกซ์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
• บางครั้งยังถูกเติมลงในสารยึดเกาะที่มีธาตุเหล็ก-เพื่อไล่ออกซิเจน ปรับปรุงความเหนียวในระดับปานกลาง และทำให้เมทริกซ์แข็งแกร่งขึ้นโดยการสร้างสารละลายของแข็งทดแทน

(Huicetools จัดหารองเท้าขัดพื้นเพชรคุณภาพสูงพร้อมตัวล็อค Redi-)

 

 

บทสรุป
การเติมแมงกานีสลงในเครื่องมือเพชรโดยหลักแล้วใช้ประโยชน์จากความสามารถในการลดอุณหภูมิการเผาผนึกของเฟสสารยึดเกาะที่เป็นทองแดง- ปรับปรุงความสามารถในการเปียกด้วยวัสดุโครงกระดูกและเพชร ไล่ออกซิเจน และเสริม-สารละลายที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้ แมงกานีสยังช่วยเพิ่มความทนทานของเมทริกซ์และความต้านทานการสึกหรอ ทำให้เครื่องมือสามารถรับแรงกระแทกได้ดีขึ้น

 

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแมงกานีสออกซิไดซ์ได้ง่าย อาจส่งเสริมการเกิดกราไฟต์ของเพชรที่อุณหภูมิสูง และลดการนำความร้อนและไฟฟ้าของเมทริกซ์ การใช้งานจึงถูกจำกัดอย่างเคร่งครัด-โดยทั่วไปไม่เกิน 5%- และส่วนใหญ่จำกัดอยู่ในระบบเฉพาะ เช่น สูตรที่ใช้ W- หรือ WC- การใช้แมงกานีสอย่างรอบคอบทำให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างการปกป้องเพชร การปรับปรุงคุณภาพการเผาผนึก และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องมือ