selgitage, miks kasutatakse teemanti, selgitage, miks kasutatakse teemanti tööstusliku lõikeriistana ja tööstusliku lõikeriistana

Teemanti kasutatakse laialdaselt tööstusliku lõikeriistana, peamiselt selle äärmuslike füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu, mis annavad talle asendamatud eelised ülikõvade materjalide töötlemisel ja ülitäpse{0}}töötluse puhul.

 

Siin on üksikasjalik selgitus:

1. Äärmiselt kõrge kõvadus (peamine põhjus)

• Mohsi kõvaduse tase 10: Teemant on kõige kõvem looduses teadaolev aine, mille kristallstruktuuri süsinikuaatomid moodustavad kovalentsete sidemete kaudu kolmemõõtmelise võrgustiku struktuuri, mis muudab muude materjalide (sh kõvasulamid, keraamika, klaas jne) lõikamise lihtsaks.
• Kasutusstsenaarium: kasutatakse ülikõvade materjalide töötlemiseks, mida on raske traditsiooniliste tööriistadega lõigata, nagu volframkarbiid, tsirkooniumoksiidi keraamika, graniit jne.

 

2. Suurepärane kulumiskindlus

• Teemandi kulumismäär on palju madalam kui tööriistamaterjalidel, nagu kõvasulamid ja keraamika, ning selle eluiga saab pikendada kümneid kuni sadu kordi, mis vähendab seisakuid ja tööriistade vahetamise sagedust, muutes selle sobivaks suuremahuliseks ja tõhusaks tootmiseks.

 

3. Kõrge soojusjuhtivus

• Soojusjuhtivus on äärmiselt tugev (umbes 1000-2000 W/m · K), mis võib lõikepiirkonnast kuumuse kiiresti hajutada, vältides töödeldava detaili termilist deformatsiooni ja tööriista termilist kahjustust, mis sobib eriti hästi kiireks töötlemiseks.

 

4. Madal hõõrdetegur

• Sile pind madala hõõrdeteguriga, mis vähendab lõiketakistust, vähendab energiatarbimist ja parandab töödeldava detaili pinna siledust (kuni peegliefektini).

 

5. Keemiline stabiilsus ja täpsus

• Resistant to acid and alkali corrosion at room temperature, but it should be noted that chemical reactions may occur with iron-based metals (iron, nickel, cobalt) at high temperatures (>700 kraadi), mistõttu see ei sobi mustade metallide (nt teras ja malm) töötlemiseks.
• Lõikeserva saab lihvida nanomeetri tasemele, mis sobib mikromeetri tasemel ülitäpseks töötlemiseks (nt optilised läätsed, pooljuhtkomponendid).

 

 

Piirangud ja toimetulekustrateegiad

 

1. Haprus: Teemant on nõrga sitkusega ja kipub mõranema, mistõttu see ei sobi vahelduva lõikamise või löökkoormuse jaoks.
2. Kõrge temperatuuriga oksüdatsioon: kuumutamine õhus üle 800 kraadi põhjustab oksüdeerumist või grafitiseerumist ning lõiketemperatuuri tuleb kontrollida.
3. Rauarühma metallireaktsioon: kuubikut boornitriidi (CBN) kasutatakse tavaliselt terasdetailide töötlemisel asendajana.
4. Kõrge hind: looduslikud teemanttööriistad on kallid ja kulude vähendamiseks kasutatakse tööstuses tavaliselt tehispolükristallilise teemandi (PCD) või keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) teemantkatteid.

 

Tüüpilised tööstusliku rakenduse stsenaariumid

1. Värviliste metallide täppistöötlemine{0}}: kosmosekomponentide, nagu alumiinium, vask ja titaanisulamid, väga sile lõikamine.

2. Mittemetalliliste kõvade materjalide töötlemine: kivi, betooni ja süsinikkiust komposiitmaterjalide lõikamine ja poleerimine.
3. Täppistööstus: pooljuhtide räniplaatide lõikamine, optiline klaasi graveerimine.
4. Nafta puurimine: geoloogiliseks uurimiseks kasutatakse PCD puuriterasid.

 

kokkuvõte
Teemandist, mille kolm peamist eelist on kõvadus, kulumiskindlus ja soojusjuhtivus, on saanud tööstusliku lõikamise valdkonnas "ülim tööriist", mis on eriti asendamatu täppistöötluses ja ülikõva materjali töötlemisel. Selle rakendamine eeldab aga materjali omaduste (raudrühma metallide vältimine) ja töötlemistingimuste (löögi vältimine) kombinatsiooni ning sünteesitehnoloogia kasutamist kulude vähendamiseks ja tööstusliku kasutatavuse laiendamiseks.