פתרונות להולחת כלי יהלום בשכבה יחידה

סיכום וניתוח של מצב המחקר של הלחמת כלי יהלום בשכבה יחידה:
1. מחקר על סגסוגות הלחמה 
1.1 סגסוגות מבוססות ניקל

• בשימוש נרחב, כמו סגסוגות Ni-CR (המכילות Cr, Si, B ואלמנטים אחרים) באמצעות אינדוקציה בתדר גבוה או השטחית ואקום (1050 מעלות {}}}, שימור חום למשך מספר שניות למספר דקות), הממשק מייצר קרביד כמו cr₃c₂ ו- cr₇c₃, המשפר משמעותית את כוח ההליכה.
• שוויץ משתמשת בריסוס להבה בשילוב עם הלחמה מוגנת של ארגון, וגרמניה מאמתת שיעילות השחיקה שלה היא פי 3.5 מזה של כלים אלקטרוליטי. -
• אוניברסיטת נאנג'ינג לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה בסין אישרה כי שכבת הקרביד היא המפתח לקשירת קשר באמצעות ניתוח תגובת הממשק.

 

1.2 סגסוגות מבוססות כסף

• מילוי הלחמה של Ag-Cu-Ti (כגון Ag67%-cu20%-ti12%) מייצר שכבה TIC בהולחת ואקום, וכוח ההדבקה מגיע ל -133MPA (מכון הטכנולוגיה של חרבין).
• ניתן להמציא באוויר סגסוגות AG-CU עם CR נוסף, ו- CR₃C₂ נוצר בממשק כדי למנוע גרפיטיזציה של יהלום בטמפרטורות גבוהות (אוניברסיטת ננג'ינג לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה).

 

1.3 סגסוגות מבוססות נחושת

• Cu-Sn-Ti-Zr וסגסוגות אחרות יוצרים מבני TIC רב שכבתיים באמצעות הלחמת ואקום (930 מעלות צלזיוס). חומר ההולחה מבוסס הנחושת הביתי של אוניברסיטת שיאן ג'יאוטונג הוא בעל טמפרטורת הרחה נמוכה, מפחית נזק תרמי מחלקיקים שוחקים ובעל יכולת הסתגלות רחבה יותר.
• אוניברסיטת טייוואן השווה בין אבק ואקום לייזר ומצא כי תנאי ואקום יוצרים סרטי TIC רציפים, בעוד שתהליכי לייזר רק מייצרים שכבות לא רצויות.

 

2. תהליך הבחיה ואופטימיזציה של פרמטרים 
2.1 שיטת עיבוד

• הלחמת אינדוקציה בתדר גבוה: מהירות מהירה (מספר שניות לעשרות שניות), המתאימות לסגסוגות מבוססות ניקל, דורשת הגנה על ארגון או הגנה מקומית.
• תנור ואקום הלחמה:בקרת טמפרטורה מדויקת (כגון 920 ° C -1000 ° C, בידוד עבור 10-25 דקות), תגובת ממשק מספקת והגנה על יהלום מפני חמצון.
• הלחמת לייזר: ניסויים באוניברסיטת טייוואן מראים כי היא יעילה ביותר (הושלמה תוך 10 שניות), אך המשכיות שכבת הקרביד של הממשק גרועה.

 

 

 

2.2 פרמטרי מפתח

• טֶמפֶּרָטוּרָה: גבוה מדי יוביל לגרפיטיזציה של היהלום (לדוגמה, הלחמת Ag-Cu-Ti היא בעלת חוזק המליטה הטוב ביותר ב 940 מעלות צלזיוס).
• זמן החזקה חמה: סגסוגות מבוססות CR דורשות זמן קצר יותר (6-30 שניות) כדי למנוע דיפוזיה מוגזמת; סגסוגות מבוססות נחושת דורשות 10 דקות כדי להבטיח תגובה מספקת.
• אווירה מגנה: ארגון או ואקום (0. 2pa -6 × 10⁻³pa) יכול להפחית את החמצון ולשפר את הרטיבות.

 

3. תגובת ממשק ומנגנון מליטה

• מתכות מעבר (Ti, Cr) מגיבות עם משטח היהלום ליצירת שכבת קרביד (cr₃c₂, tic וכו '), ויוצרים קשר מתכתי.
• ההתפשטות וההעשרה של CR בהלחמה מבוססת ניקל היא המפתח, ואילו הלחמה מבוססת כסף מסתמכת על התגובה הפעילה של TI.
• המורפולוגיה של קרבידס בממשק משפיעה על חוזק ההדבקה. לדוגמה, Cr₇c₃ בצורת צילום ו- Cr₃c₂ יש השפעות שונות על יציבות המליטה.

 

4. טכנולוגיית סידור אופטימיזציה של תבואה שוחקת
4.1 מטרה:

הגדל את שטח השבבים, הפחית את טמפרטורת השחיקה והארכת חיי הכלים (למשל, סידור אופטימי יכול לחצות את כמות היהלום ולהכפיל את מהירות החיתוך).

 

4.2 שיטת יישום

• טכנולוגיית שכפול: תבנית SI טביעה את סרט היהלומים שהופקד מיקרופורי, המתאים לשחיקה בגודל קטן.
• שיטת חלוקת עובש מעטפת: ציפוי עקשן חורים מוגדרים מראש למילוי חומר הלחמה ודגנים שוחקים, המתאימים לכלי משטח מעוקלים מורכבים.
• אבות-טיפוס מהיר של לייזר: השתמש בסריקת לייזר של נתוני CAD לצורך הלחמה של נקודה קבועה, עם דיוק גבוה אך עלות גבוהה.

 

5. השוואת ביצועים ואפקט יישום

• בהשוואה לכלי אלקטרוליזציה וסינון, גובה חשיפת התבואה השוחקת של הכלים המופלאים גדול יותר (עד 70%), חוזק ההדבקה משופר וקצב שפיכת היהלום מופחת משמעותית.

 

5.1 מקרי מבחן:

• חייהם של גלגלי השחיקה של יהלום משובצים הם יותר מפי 3 מזה של גלגלי השחיקה האלקטרוניים, וטמפרטורת השחיקה היעילה הגבוהה מופחתת ב- 30%{}}}%.
• היעילות של להבי מסור שכבתיים יחידים בגרניט עיבוד היא פי 4.9 מזה של כלים אלקטרוניים.

 

 

6. אתגרים עדכניים וכיוונים עתידיים
6.1 קשיי עיבוד:

• שליטה בעלת ביצועים גבוהים על יציבות ייצור המונים, חלקיקים שוחקים עדינים (כגון התפלגות אחידה של יהלום בדרגה מיקרו-אבקתית).

 

6.2 הוראות מחקר:

• שיפור בהרכב חומרי ההולחה (כגון הוספת יסודות אדמה נדירים לוויסות הרטיבות).
• ייצור אוטומטי (הלחמת לייזר אבות -טיפוס מהיר, מחקר ופיתוח של ציוד סידור אוטומטי שוחק).
• הרחב אזורי יישום (כגון חתיכות מקדח שמן, עיבוד קרמיקה מדויקת וכו ').

 

מסקנת מחקר
טכנולוגיית ההולחת משפרת משמעותית את הביצועים של כלי יהלום בשכבה יחידה באמצעות מליטה מתכתית כימית ממשיתית. חומרי הלחמה מבוססי ניקל, מבוססי כסף ונחושת, כל אחד מהם יתרונות משלהם.

 

בעתיד, יש צורך להתגבר על קשיי הייצור בקנה מידה גדול, לשלב את אופטימיזציה של הסדר שוחק עם פיתוח חומרי הלחמה חדשים, ולקדם את היישום הרחב שלה בתחום העיבוד היעיל.