ろう付けダイヤモンドツールの知識ポイント（パート2）

キーワード：ダイヤモンド、ダイヤモンドツール、ろう付け材料、ろう付け技術、ダイヤモンドツールでのろう付け技術の適用

 

前の記事では、ダイヤモンドツールでのろう付け技術の適用を調査しました。次の記事を続けましょう。

前の記事では：

1。ダイヤモンドツールとその分類

2。ダイヤモンド接続の形式

3。ダイヤモンドツールでのろう付け技術のアプリケーション

4。ダイヤモンドマトリックス焼結の拡散ろう付け

5。単層ダイヤモンドツールのろう付け

 

この記事では：

6。マトリックスへのダイヤモンドセグメントのろう付け

7。ダイヤモンド複合材料のろう付け

8。ダイヤモンドツールろう付け装置とプロセス

9。ダイヤモンドツールろう付けの開発動向

10。結論

 

 

ダイヤモンドツールは、多くの場合、ダイヤモンドの先端とその基板をろう付けすることによって製造されます。ろう付けは、日常の鋸、切断、研削、掘削ツールで使用される主要な方法です。これらのツールにはさまざまな形がありますが、共通性は粉末冶金から作られた多孔質の複雑な複合材料のろう付けにあります。

 

ダイヤモンドツールは過酷な条件で動作し、多くの場合、高速で、振動下、高温で動作します。したがって、ろう付けのダイヤモンドツールのヒントは困難です。ダイヤモンドツールの効率を向上させるために、速度と飼料速度を切断する要件が絶えず増加しているため、ダイヤモンドツールがより高いろう付けの関節強度を持つ必要があります。ろう付けの関節強度を改善するための技術的アプローチでは、ろう付けの材料とろう付けのプロセスが補完し、互いに強化されます。ろう付けの効率を改善するための技術的アプローチでは、ろう付けプロセスとろう付けの機器がお互いをサポートし、強化します。

 

ろう付けフィラー金属の融解温度は、ツールチップの焼結に密接に関連しており、焼結温度に基づいて選択する必要があります。ろう付けフィラーの金属の強度も、ツールの動作条件に照らして考慮する必要があります。ろう付けダイヤモンドのツール基板をろう付けする場合、ろう付け材料は次の要件を満たす必要があります。ろう付け材料の融解温度は850度以下で、できればできるだけ低くする必要があります。ろう付け材料は、ダイヤモンドツールチップマトリックスとツール基板の両方の優れた濡れ性と中程度のフロー特性を持つ必要があります。ろう付け材料は、300〜400度の一時的な高温に耐えることができる良好な疲労抵抗と安定性も示す必要があります。そして、ろう付けプロセスは、従来の誘導ろう付けまたは炎のろう付けのいずれかを採用して、簡単に動作する必要があります。

 

ろう付けプロセスは、主に、ろう付けシートの厚さ、前溶接治療、加熱時間、加熱速度、保持時間、溶接後治療など、ダイヤモンドツールろう付けの関節の機械的特性に影響を与えます。これらの要因は、熱に影響を受けたゾーン（HAZ）の濡れ性、多孔性、包含速度、ろうそくの厚さ、および残留応力を決定します。

 

ろう付けシートの厚さは、ろうその縫い目の厚さに影響を及ぼし、それがろう付けされた関節のせん断強度と疲労強度に影響します。実験的研究により、同じフィラー金属組成とろう付けプロセスを使用してダイヤモンドツールをろう付けする場合、フィラーの金属の厚さが0.20〜0.28 mmの場合（フィラーの金属の厚さが0.15 mmに減少する可能性がある場合）、ブリーズジョイントの全体的な性能が最適であることが示されています。フィラーの金属の厚さが小さくなると、ツールチップとツールベースの間の界面が不十分な湿潤をもたらし、ろう付け効率が低下し、関節強度が低下します。さらに、ろう付けプロセス中に、ツール先端のスズ、鉛、アルミニウム、鉄、タングステン、チタンなどの要素が拡散し、溶接に溶解し、関節構造の包括的な、および関節強度の低下を行います。過度のフィラーの金属の厚さは、関節の毛穴を簡単に引き起こす可能性があり、有効なろう付け領域が減少し、せん断強度が低下します。

 

フィラー金属ジョイントの形成は、暖房プロセス全体に密接に関連しています。加熱速度、ろう付け温度、保持時間、冷却速度などの要因は、耐摩耗性とろう付けの関節の多孔性に影響を与える可能性があり、それにより関節の機械的特性が変化します。生産中、効率を改善するために、より高い暖房速度がよく使用されます。ただし、加熱速度を過度に高くすると、関節に大きな残留応力が発生し、溶接の機械的特性に影響があります。ダイヤモンドツールチップの例のさまざまなコンポーネントの線形膨張係数の有意差により、炭化物、タングステン、クロムは低線形膨張係数を持っていますが、亜鉛、鉛、ブリキ、マンガン、コバルトは、さまざまな線形膨張係数があります。ただし、暖房速度が過度に低下し、生産効率を低下させるだけでなく、ろう付け金属の酸化を悪化させ、ダイヤモンドツールジョイントに悪影響を及ぼします。 2段階の加熱プロセスを使用して、この加熱速度の課題に対処することができます。最初にワークピースを400〜500度に加熱し、指定された期間温度を保持し、次にろう付けプロセスの加熱を続けます。ろう付け温度は、ジョイントの機械的特性に大きな影響を与えます。ろう付けの温度が過度に高くなると、ろう付けフィラー金属の亜鉛が蒸発し、毛穴が生じます。さらに、フィラー金属は酸化の影響を受けやすく、スラグ包有物を生成し、関節強度を弱めます。ぼろぼろの温度が過度に低下し、フィラーの金属の流動性が低下し、スラグ包有物が誤って溶接し、関節の強度を弱める可能性が高くなります。

 

ろう付け中に高周波振動を使用すると、ろう付けの効率を改善し、残留熱応力を軽減することができます。磁気流量制御技術は、エネルギー効率を向上させ、エネルギー消費を減らし、作業効率を高めることができます。

 

添付前後の治療は、ろう付けの質に大きな影響を与えます。溶接前に、酸化物層を除去するためにろう付け面を粉砕する必要があります。ツールチップとベースの間のギャップは、粉砕後に均一でなければなりません。表面酸化物層を除去するための一般的な方法には、グラインダーによる研削、ファイリング、サンドブラストが含まれます。溶接後、ダイヤモンドツールをゆっくりと冷却するか、冷却速度を最小限に抑える必要があります。これにより、溶接後の熱応力が軽減されます。生産では、より経済的な方法は、断熱にアスベストを使用することです。溶接後、ワークピース表面はしばしば大量の酸化物のスラグとろう付けフラックスを保持します。これらは、腐食を防ぐためにサンドブラストまたはその他の方法を使用して清掃する必要があります。掃除後、ろう付けの縫い目は品質を検査する必要があります。良いろう付けの縫い目は、目立った細孔や亀裂のない滑らかで明るい湾曲した表面を示します。

 

 

 

多結晶ダイヤモンドコンパクト（PDC）は、焼結ダイヤモンドパウダーと高温および高圧下のセメント炭化物を備えたバインダーによって形成された複合結晶です。 PDCは、耐摩耗性、高弾性率、高硬度、等方性、比較的高い熱伝導率などの利点を誇っています。 PDCツールは、オイル掘削ツール、石炭採掘ドリルビット、高速、高精度の切削工具などのハイエンドツールに最適な材料となっています。ろう付けはPDCツールの製造における重要なプロセスであり、PDCの広範な使用により、ろう付け技術により高い技術的要件があります。

 

PDCツールろう付けは、本質的に炭化物のツールスチールボディへのろう付けを伴います。炭化物とツールスチールの両方が優れたろう付け特性を持っているため、PDCツールは幅広いろう付けフィラーの金属とろう付けプロセスを提供します。銀ベースまたは銅ベースのフィラー金属を使用でき、誘導加熱および火炎加熱方法を使用できます。環境汚染が低く、生産効率が高い高周波誘導ろう付けは、世界中のPDCツールの主要なろう付け方法となっています。 PDCツールの精度が高く、強度が高いため、ろう付けの精度、ろう付けの縫い目強度、ろう付けの縫い目の品質が重要な技術的な問題です。 PDCツールは、3つの主な方法で失敗する可能性があります。PDCシートの剥離ツールベースから。シート骨折;ツールベースへの損傷。これら3つの障害モードに対処するために、最適化されたろう付け材料と適切なろう付けプロセスにより、PDCツールの品質が保証されます。

 

現在、市販のPDC固有のろう付けフィラー金属は、ニッケル、マンガン、コバルトなどの要素とともに、銀含有量が高い銀含有量を備えています。これらのフィラーは、セメント炭化物、高いろう付け強度、および一般に50度から80度の間で制御される固液相温度差に優れた濡れ性を示します。

 

シートデタッチメントの問題に対処するために、エンジニアは、BAG40Cuznni、BAG45CUZN、BAG50CUZNなどの高強度フィラー金属の交換など、ろう付けの材料性能の改善に取り組んでいます。しかし、ろう付けプロセスは見落とされています。 PDC複合シートの脆い性質により、ろう付けの材料と過度に高い融解温度のプロセスの使用は、亀裂、欠け、崩壊、および複合シートのチッピングにつながる可能性があります。調査により、高品質のPDCシートの許容ろうろう温度は780〜800度を超えてはならず、一般的な品質のPDCシートの許容ろう温度は750度を超えてはなりません。

 

 

 

さまざまなダイヤモンドツールのため、結果として生じるろう付けプロセスと機器は多数あります。炎のろう付け、塩浴ろう付け、誘導ろう付け、抵抗ろう付け、炉ろう付け、真空ろう付け、レーザーろう付けはすべて互いに競い合っています。現在、誘導ろう付けと真空ろう付けが支配的なプロセスです。

 

Flame Brazingは、早期に開発されたろう付け方法です。必要な機器はシンプルで軽量で、ガス源は広く利用可能で、プロセスコストは低くなっています。ただし、その加熱温度は制御が困難であり、主流の市場から徐々に排除されています。

 

ソルトバスろう付けは、ろう付け時の速さと均一な暖房、高いろう付け効率、およびろう付け中の卑金属の変形の減少を提供し、大量生産に適しています。しかし、塩浴のろう付けは、溶接後にワークピースに大量のフラックスを残し、溶接後の洗浄による大量の廃水と環境汚染をもたらします。さらに、ソルトバスろう付け装置は高価で、プロセスは複雑で、生産サイクルは長いです。さらに重要なことは、グリーン製造の傾向は、ダイヤモンドツールのディップろう付けを段階的に廃止することです。

 

高頻度誘導ろう付けは、速い暖房と高いろう付け効率を提供します。操作が簡単で労働集約的です。そして、それはさまざまな複雑な形状やマルチトゥースワークピースを焼くことができます。自動給餌、大気保護、または真空誘導ろう付けを使用する場合、ジョイントは優れた外観とろう付けの品質を示します。この方法は、単一の溶接の生産コストが低いだけでなく、基質を再溶接して再利用できるようにすることもできます。ダイヤモンドツールの製造における人件費の増加と、一貫したろう付け品質に対する需要の増加に伴い、自動誘導ろう付けは、ダイヤモンドの鋸ろいツールをろう付けの主要な方法となっています。ダイヤモンドツールの自動誘導ろう付けにより、自動歯の分離、刃の自動識別とピックアップ、およびろう付けパッドの自動給餌が可能になります。高溶接精度、強いろう付けの関節、長いサービス寿命などの利点を提供します。 1人は複数のマシンを操作でき、人件費を大幅に削減できます。

 

抵抗ろう付けは一般的にホーニングロッドのろう付けに使用され、優れた溶接品質を生成します。ただし、刃の全体的な温度が高いため、これはダイヤモンドの寿命に影響します。現在、このプロセスを使用している企業はわずかです。

 

炉のろう付け（連続大気ろう付け）は、主に小さな鋸刃と特別な形のダイヤモンドツールの生産に使用されます。一般に、還元ガスとしてアンモニアの分解によって生成される水素と窒素を使用します。暖房はゆっくりと均一であり、審美的に心地よいろう付けの関節、信頼性の高い品質、明るいワークピースの表面をもたらします。また、生産効率が高く、溶接コストが低いため、大量生産に適しています。

 

一般に抵抗炉からの放射線加熱を使用する真空ろう付けは、生産効率と均一な加熱を提供し、複雑なダイヤモンドツールと大型ダイヤモンドツールを溶接するのに適しています。現在、シングルレイヤーダイヤモンドツールの真空ろう付けは、復元ツール、研削輪、石器、ガラス工具の製造に広く使用されています。多層ダイヤモンドツールの真空ろう付けには、有望な産業用アプリケーションの見通しもあります。

 

近年、レーザーろう付けは、単層ダイヤモンドツールの生産に徐々に適用されています。レーザーろう付けはワークピースを迅速に加熱し、溶接プロセス中にダイヤモンドが高温に残る時間を最小限に抑え、グラフィット化を効果的に防止します。さらに、レーザーろう付けプロセスは、ダイヤモンド粒子の整然とした配置を達成し、高加熱効率と正確な温度制御をもたらします。複雑な湾曲した表面を加工することができ、高度な自動化を誇り、好ましい作業環境を提供します。レーザーろう付けは、高周波誘導ろう付けに関連する近接と皮膚の効果を避けながら、大きくて複雑な、不規則な形のワークピースを溶接するために使用できます。

 

 

 

ダイヤモンドツールのろう付けは専門的な職業となり、年間約1,000トンのろう付け材料を消費し、数万人の人々を国内で雇用しています。業界は繁栄しており、自動化、グリーン製造、統合プロセス、高品質の製造、費用対効果の高い製造という5つのコンセンサストレンドがあります。

 

自動化とグリーン製造は、Made in China 2025の基本的な概念と重要なプロジェクトです。ダイヤモンドツール業界の人件費は増加しており、業界の発展を脅かしています。自動化されたろう付けは、一般的な業界のニーズです。大量の生産量があるすべての製品は、自動化されたろう付けに向かっています。現在、ソーブレードの自動ろう付けはますます成熟しており、他の製品の自動化されたろう付け装置が差し迫っています。

 

グリーン製造には、排出量の削減、材料の節約、エネルギー効率の向上、エネルギー消費の低下が含まれます。ダイヤモンドツールのろう付けは、材料の消費と省エネルギーの節約を減らすことで急速に進歩しましたが、カドミウムを含まない、フラックスに覆われたろう付けフィラー金属を採用し、フラックスの使用量を減らす進歩は遅くなりました。ダイヤモンドツール（ドリルビット、ピック、ソーブレード、切削工具など）は散逸製品です。それらの中のろう付けフィラー金属は、通常の動作中に枯渇します。フィラー金属の鉛やカドミウムなどの要素は、大気、土壌、水に放出し、環境を汚染します。一部の要素は人間によって摂取され、人間の健康を傷つける可能性があります。

 

火炎誘導、誘導層、炉誘導フレームのろう付けを含むろう付けプロセスを組み合わせて、複雑で大規模なツールの迅速かつ全部ろう付けを可能にします。これにより、ろう付けの時間が短くなり、ツールの耐久性と信頼性が向上し、ツールの寿命が延びます。

 

品質改善には、ろう付けられた関節の疲労寿命が長くなり、ブレイズシームの欠陥は疲労寿命に影響を与える主要な要因です。したがって、スーパーハードツールの寿命が増加するにつれて、ブレイズシームの欠陥を継続的に軽減し、ろう付けの関節の品質を向上させるという需要が高まっています。ろう付けの材料とプロセスが適切である場合、フィラーの金属の清潔さは、欠陥の形成に影響を与える重要な要因です。

 

経済は、製造業の永遠の需要です。低シルバーはんだ、銅ベースのはんだ、複合ろう付け、プレハブはんだは、はんだコストを節約するための主要な方向です。効率的なろう付けプロセスと高度の信頼性のろう付け技術は、ろう付けコストを削減するもう1つの方法です。

 

 

（1）ダイヤモンドツールはさまざまなタイプであり、ろう付け技術はさまざまなツールの製造における重要な技術です。

（2）ろう付け技術には、ダイヤモンドツールの製造に4つの主要な用途があります。カッターヘッド焼結の拡散ろう付け、カッターヘッドろう付け、シングルレイヤーダイヤモンドツールろう付け、PDCツールろう付け。

（3）事前に合った粉末は、ダイヤモンドカッターヘッドの包括的なパフォーマンスを改善するための効果的な方法です。アクティブな洗濯粉末は、ダイヤモンドツールの鋭さとサービス寿命を相乗的に改善できます。

（4）ろう付けダイヤモンドカッターヘッドの主要な技術は、パーソナライズされたろう付けフィラーの金属と効率的なろう付けプロセスです。ろう付けPDCツールの重要な技術は、高品質のろう付けフィラー金属です。ろう付けの単一層ダイヤモンドツールの重要な技術は、機器とろう付けフィラーの金属です。

（5）ダイヤモンドツールのろう付けは、自動化、緑化、プロセス統合、品質改善、経済に向けて発展しています。