Strona główna» Produkty» Kompozyt metaliczno-diamentowy do narzędzi do cięcia i szlifowania

Kompozyt metaliczno-diamentowy do narzędzi do cięcia i szlifowania

W Instytucie Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie opracowano kompozyty metaliczno-diamentowe stanowiące półwyrób narzędzi diamentowych przeznaczonych do przecinania, nacinania i szlifowania materiałów ceramicznych, z wykorzystaniem techniki spiekania metodą SPS (Spark Plasma Sintering).

Segmenty metaliczno-diamentowe można wytwarzać techniką prasowania na gorąco, metodami formowania detonacyjnego, wtryskowego PIM lub metodą SPS. Ta ostatnia jest jedną z najnowocześniejszych metod konsolidacji proszków. Bazuje na równoczesnym zastosowaniu ciśnienia oraz impulsów prądowych. W porównaniu np. z metodą izostatycznego prasowania na gorąco zapotrzebowanie na energię elektryczną dla procesu SPS jest około od 20 do 30% mniejsze, co ze względów ekonomicznych jest czynnikiem bardzo istotnym.

W metodzie SPS tlenkowe powierzchnie cząstek proszków są znacznie łatwiej redukowane, głównie przez występującą punktowo wysoką temperaturę, która powoduje ich odparowanie. Szybciej, tzn. w niższych temperaturach następuje zjawisko aktywacji spiekania w porównaniu z tradycyjnymi procesami. Pozwala to na przeprowadzanie procesu w temperaturze niższej o 200 do 500°C niż temperatury właściwe klasycznym metodom. Nagrzewanie materiału wraz z jego izotermicznym spiekaniem dla tej metody zawiera się zwykle w zakresie od 5 do 20 minut. W procesie SPS można stosować znaczne szybkości nagrzewania materiału sięgające nawet 800 K/min. Pozwala to na spiekanie nanokrystalicznych proszków bez efektu rozrostu ziarna.

Na otrzymanych półwyrobach metodą SPS wykonano dalsze operacje technologiczne, tj. drążenie elektroerozyjne otworu, skręcenie wkładek stalowych z półwyrobami ściernic oraz obciąganie obwodu i powierzchni bocznych ściernicy z oprawą.

a) otrzymane metodą SPS.jpg b)po drążeniu elektroerozyjnym otworu.jpgc) z oprawą (wkładką) stalową.jpg

d) w procesie obciągania na szlifierce uniwersalnej do wałków RUP-28.jpg

Kompozyty metaliczno-diamentowe: a) otrzymane metodą SPS, b) po drążeniu elektroerozyjnym otworu, c) z oprawą (wkładką) stalową, d) w procesie obciągania na szlifierce uniwersalnej do wałków RUP-28

Badania właściwości technologicznych kompozytów wykonano w celu określenia stopnia ich przydatności do obróbki materiałów ceramicznych w procesie szlifowania. Do przeprowadzenia prób szlifowania wytypowano półwyroby z zaawansowanej ceramiki technicznej korundowej i cyrkonowej (FRIALIT® - DEGUSSIT®) w postaci wałków, rur, rurek, prętów, płytek.

Próby przecinania i szlifowania przeprowadzono na modułowej obrabiarce ścierno-elektroerozyjnej.

próby przecinania1.jpgpróby przecinania2.jpgpróby przecinania3.jpg

Przykłady materiałów po nacinaniu rowków oraz szlifowaniu wewnętrznych powierzchni walcowych pierścieni ściernicami metaliczno-diamentowymi otrzymanymi metodą SPS

W rezultacie przeprowadzonych badań stwierdzono, że metoda SPS pozwala uzyskać materiał
o lepszych właściwościach fizykomechanicznych przy niższej temperaturze spiekania (od 200 ÷ 500°C), w znacznie krótszym czasie procesu oraz przy wyższych właściwościach wydajnościowych szlifowania, co tym samym przekłada się na sam koszt wytwarzania narzędzi metaliczno-diamentowych.

Zalety narzędzi metaliczno-diamentowych otrzymanych metodą SPS

  •   bardzo dobra dokładność wymiarowo-kształtowa w procesie obróbki
  •   trwałość i minimalne zużycie objętościowe
  •   wydłużony czas pracy między kolejnymi cyklami obciągania w celu przywrócenia zdolności skrawnych CPŚ
  •   30% niższy koszt wytwarzania w porównaniu do obecnie stosowanych technologii

Do pobrania

Adobe Acrobat Document karta katalogowa - Kompozyt metaliczno-diamentowy do narzędzi do cięcia i szlifowania pdf [532.50 KB]

Galeria

Wyślij zapytanie

rozwiń