Teemantsegmentide paagutamise protsessi ja mehhanismi uurimine

1. Ülevaade paagutamise kohta

Paagutamine on pulbri metallurgia tootmisprotsessis üks põhilisi protsesse ja see on ka viimane suurem protsess. See mängib otsustavat rolli lõpptoote jõudluses. Paagutamine on teemanttera tootmise "värav".

 

Paagutusprotsess on keerukate füüsikaliste ja keemiliste protsesside seeria, näiteks difusioon, sulamine, voog, kokkutõmbumine ja rekristallimine tihendatud metalli maatriksipulbrite vahel kuuma pressimise all, mis loob tugeva sideme maatriksiosakeste vahel, muutes toote tugevaks ning millel on teatud kõvadus ja tugevus.

 

Paagutusprotsess viitab peamiselt paagutamissüsteemile ja kõver tõmmatakse vastavalt temperatuuri ja aja vahelisele seosele. Seetõttu tuleb paagutamise temperatuur kõigepealt kindlaks määrata vastavalt saetera maatriksi koostisele ja suhtele, sae tera suurusele ja spetsifikatsioonidele jne ning seejärel tuleb kindlaks teha küttemeetod ja isolatsiooniaeg pärast paagutamise temperatuuri jõudmist.

 

1). Paagutuse temperatuuri määramine

For a certain saw blade product, since its matrix composition has been determined, its sintering temperature is a fixed temperature range. This range is generally specified at the optimal temperature sintering point plus or minus 10°C, and the sintering temperature is generally about 2/3 of the melting point of the main component, that is, Tsintering>2\/3TMelting. Tegeliku paagutamise temperatuur määratakse katseplokkide katseplokkide abil. Esimene katseplokkide rühm määratakse vastavalt ülaltoodud temperatuurile. Pärast katsetamist täheldatakse katseplokkide värvi, pinna seisundit, kristallimist jne, et teha kindlaks, kas need on üle põlenud või alapõlenud. Seejärel antakse teise katseplokkide rühma paagutustemperatuur ning testitakse testplokkide kolmandat ja neljandat rühma samal viisil, kuni saadakse sobiv paagutamise temperatuur.

 

2). Paagutusaeg

Paagutamise aeg ja paagutamise temperatuur on paar seotud parameetrite paar, sest kui paagutamise temperatuur on asjakohaselt suurenenud, saab paagutamise punkti isolatsiooniaega suhteliselt lühendada, kuid kui kontroll on ebaõige, siis produkt deformeerub, terad kasvavad ja isegi segregatsioon tekivad, mõjutades toote kvaliteeti. Kui paagutamise temperatuur on madal, tuleb paagutamise isolatsiooniaega pikendada, vastasel juhul on toode alapõlenud. Paagutamise temperatuuride erinevus ei saa olla liiga suur, tavaliselt umbes 20 ° C.

 

2. paagutamisprotsessi teoreetiline analüüs

Pärast maatriksipulbri paagutamist suureneb paagutatud keha tugevus. Esiteks suureneb pulbriosakeste vaheline sidumistugevus. Paagutamise ajal intensiivistub kõrge temperatuuri tõttu aatomite liikumine pulbri kehas, võimaldades rohkem aatomeid siseneda kontaktpinnale osakeste vahel, moodustades sideme pinna. Veelgi enam, kui sidumispind laieneb, suureneb ka paagutatud keha tugevus. Sidumispind laieneb paagutatava kaela moodustamiseks, nii et algne osakeste liides moodustab teraviljaliidese ja paagutamise jätkudes võib terade piir liikuda osakese sisemusse, mille tulemuseks on teravilja kasv.

 

Paagutatud keha tugevuse suurenemine kajastub ka pooride mahu ja pooride kogukoguse vähenemisel, samuti pooride kuju muutumises. Paagutamise kael kasvades kahanevad osakeste vahel algselt ühendatud poorid järk -järgult suletud poorideks ja muutuvad seejärel ümardatud. Samuti muutuvad pooride suurus ja arv, st pooride arv väheneb, samal ajal kui keskmine pooride suurus suureneb.

 

Osakeste sidumispinna moodustumine ei põhjusta tavaliselt paagutatud keha kokkutõmbumist. Seetõttu ei tähista tihenemine paagutamisprotsessi algust ja ainult paagutatud keha tugevuse suurenemine on ilmne paagutamise märk. Paagutamise kaela kasvu, pooride kogumahu vähenemise ja osakeste vahelise vahemaa lühenemisega algab paagutatud keha tihendusprotsess tõesti. Nagu eespool mainitud, võib lisaks paagutamissageduse kasvule paagutamisprotsessi ajal tihendada ja kahaneda; pindala väheneb; Tugevust saab suurendada ja juhtivus suureneb. Need parameetrid võimaldavad paagutamisprotsessi kirjeldada. Enamikul juhtudel kaasneb paagutamise protsessiga paagutatud keha suuruse vähenemine. Selle tihendusparameetri φ saab väljendada järgmiselt:

• Φ=(ρs–ρg)/(ρt-ρg)
• kus ρs -- paagutatud keha tihedus;
• ρt -- teoreetiline tihedus;
• ρg -- tihendatud tihedus.

 

Alloleval joonisel on näidatud muutused mõnes parameetris, kui isotermiline paagutamine toimub kahel temperatuuril (T2 ›T1), kajastades aja ja temperatuuri peamist mõju paagutamisprotsessile.

 

 

 

Pulbri isotermiline paagutamise protsess võib ebaselgete piiridega laias laastus jagada kolmeks etapiks (skemaatiline diagramm järgmiselt).

 

 

 

 

• (1) Esialgne etapp - paagutamise algne etapp või sidemetapp. Osakeste vahelised algsed kontaktpunktid või kontaktpinnad muudetakse terade sidumiseks, see tähendab, et paagutatav kael moodustatakse aatomi rändeprotsesside, näiteks tuuma moodustumise ja kasvu kaudu. See etapp hõlmab peamiselt metalli taastumist, adsorbeeritud gaasi ja vee lendumist ning moodustumisagendi lagunemist ja eemaldamist kompaktses.
• (2) Vaheetapp - kaela paagutamise staadium. Aatomite ulatuslik migratsioon osakeste sidumispinnale põhjustab paagutatava kaela laienemise, osakeste vahelise kauguse vähenemise ja pideva tühimiku võrku moodustumise. Samal ajal liigub teravilja kasvu tõttu teravilja piir üle pooride ja poorid kaovad suurel hulgal, kus terade piir pühib. Selle etapi peamised omadused on suurenenud tihedus ja tugevus.
• (3) Viimane etapp - suletud pooride sfääristamine ja kokkutõmbumise etapp. Enamik poore on täielikult eraldatud, suletud pooride arv suureneb oluliselt ja pooride kuju kipub olema sfääriline ja kahaneb. Selle etapi ajal võib kogu paagutatud keha endiselt aeglaselt kahaneda, kuid see saavutatakse väikeste pooride kadumise ja pooride arvu vähenemisega. Siiski on endiselt väike arv eraldatud väikeseid poore, mida ei saa kõrvaldada.