ダイヤモンド工具における鉄粉の役割

ダイヤモンド工具における鉄粉の役割

鉄粉は、ダイヤモンド工具のマトリックス配合の中で最も大量に、かつ最も低コストで使用される基本成分です。これは、石研削ブロック、コンクリート穴あけビット、鋸刃セグメントなどのホットプレス焼結ダイヤモンド工具-に広く使用されており、-銅、錫、コバルト、ニッケルと組み合わせて使用​​されることがよくあります。焼結メカニズムと製造方法に基づいて、その役割は、利点、欠点、および加工上の考慮事項の 3 つの領域に分類できます。

（還元鉄粉）

 

 

1 原材料コストを削減し、配合の経済性を最適化します。

• 鉄粉はコバルトや高純度の銅粉よりも大幅に安価です。{0}大量に添加される主要なフィラー材料として、マトリックス原材料のコストが大幅に下がり、ダイヤモンド工具の大量生産にとって最も重要な低コストの基本成分となります。-

 

2 さまざまなワークに合わせて母材の硬度と耐摩耗性を調整します
鉄は適度な硬度を持っています。適切な量​​を添加すると、マトリックスの耐摩耗性が向上します。

• 高-鉄配合物: マトリックスの耐摩耗性が向上しているため、花崗岩、高強度コンクリート、硬質高石英基板の加工に適しています。これにより、マトリックスの消耗が遅くなり、工具寿命が長くなります。-
• 鉄含有量の減少: 素早い自己研磨機能を備えたより柔らかいマトリックスが得られるため、大理石や高級石などの柔らかい素材に適しています。{0}}

 

3 焼結性能を向上させ、液相焼結を促進します-

• 鉄は、錫や銅と低融点の合金相を形成することがあります。-標準的なホットプレス焼結温度範囲 (760 ～ 830 度) 内で、粉末粒子間の冶金学的結合を促進し、マトリックスの密度を高めます。不規則な形状の還元鉄粉は、アトマイズ鉄粉と比較して優れた機械的噛み合いを提供し、それによって成形体の成形強度を高めます。

 

4 ダイヤモンド粒子の機械的保持を強化します。
焼結後、鉄-ベースのマトリックスは優れた機械的結合能力を示します。適切に配合すると、マトリックスがダイヤモンド粒子をしっかりとカプセル化し、研削中にダイヤモンドが早期に引き抜かれるのを遅らせます。-チタンでコーティングされたダイヤモンドと使用すると、保持力がさらに向上します-。

5 マトリックスの衝撃靭性を調整します

• 純銅-ベースのマトリックスと比較して、鉄を添加すると靭性が向上します。これにより、骨材が不均一に分布した鉄筋コンクリートや石材を加工する際に、セグメントや研削ブロックが脆性破壊や欠けを起こしにくくなります。

 

配合設計に関する重要な考慮事項
1 酸化しやすさ

• 鉄粉は非常に簡単に酸化します。焼結中に湿気にさらされたり、雰囲気が不適切に保護されたりすると、酸化鉄が形成されます。これらの酸化物は粒界に蓄積し、粉末粒子間の結合を弱め、マトリックス内に空隙や亀裂を生じさせ、その結果、砥粒の脱落やマトリックスの強度の低下を引き起こします。したがって、混合、保存、焼結時の酸化を防ぐためのより厳格な対策が必要です。

 

2 過剰な摩擦熱の発生とダイヤモンドの熱劣化のリスク

• 鉄は適度な熱伝導率を持っているため、研削摩擦時に高熱が発生します。継続的な高負荷処理では、局所的な温度が急激に上昇し、ダイヤモンドの黒鉛化や鈍化を引き起こしやすくなります。-柔らかい高級石や明るい色の大理石を加工する場合、剥がれた鉄粉が酸化して錆び斑点を形成し、石の表面に永久的な黄色の汚れが残ることがあります。-

 

3 鉄分が過剰に含まれると、マトリックスが脆くなり、自動研磨能力が低下します。-

• 鉄粉の割合が高すぎると、マトリックスが過度に硬くなり、自己研磨能力が不足します。-長時間研磨すると、マトリックスの表面が研磨されます。ダイヤモンドは新しい切れ刃を露出させることができないため、滑りが生じ、切削性能が低下します。

 

4 粒子サイズと形態が加工特性に与える重大な影響

• 粗い球状アトマイズ鉄粉は流動性は良好ですが、成形性が悪く、焼結活性が低くなります。微細な還元鉄粉は、高い焼結活性と優れた圧縮性を備えていますが、流動性が悪く、粉砕部分が不均一に分散するため、粉砕セグメントの重量が不均一になる可能性があります。

 

 

1. 還元鉄粉：焼結活性の高い多孔質で不規則な形状の粒子。中国における砥石研磨セグメントの主流の選択肢です。
2. アトマイズ鉄粉：流動性に優れた球状粒子。焼結活性は比較的低いですが、完全に自動化された連続成形品の生産に適しています。
3. アプリケーションシナリオ:

• 花崗岩および汎用コンクリート ドリルビット用の金属結合研削セグメント-: 中-～-鉄含有量が配合されており、耐摩耗性とコストのバランスが取れています。
• 大理石や高級石用のソフトマトリックス研削セグメント: 鉄粉の割合を減らし、銅の含有量を増やすことで、錆のリスクを最小限に抑え、自動研磨を強化します。-
• -杭基礎用の高衝撃ドリル歯: 鉄含有量を適度に減らし、コバルトとニッケルを増加させて靭性を向上させ、歯の欠けを防ぎます。

 

(ダイヤモンドドリルビットセグメント)

 

簡単な概要
鉄粉の中心的な価値は、マトリックス骨格を形成する能力にあります。耐摩耗性と焼結密度を調整しながら低コストを実現します。

その利点には、高い費用対効果、適度な耐摩耗性、適度な靭性が含まれます。{0}その欠点は、酸化して錆による汚染を引き起こす傾向があることと、過剰に使用するとマトリックス グレージングや滑りの危険性があることです。配合エンジニアは、石材やコンクリート用途の特定の使用条件に合わせて、鉄粉の含有量と粒子サイズを調整することで、切断の切れ味、耐用年数、製造コストのバランスをとります。-多くの場合、銅、錫、コバルト、ニッケル系と組み合わせて-ます。