Diamant kesuvchi asboblar keramikalar, kompozit materiallar va turli xil rangli metallar kabi qattiq materiallar bilan ishlashda aniq ishlash uchun mavjud bo'lgan eng qattiq moddadan foydalanadi. Dizaynda polikristallar shaklida tashkil etilgan sun'iy olmoslar ishlatilgan bo'lib, bu kesish jarayonida shikastlanish xavfini kamaytiradi va yaxshi chidamlilikni saqlab turadi. Bu asboblarning samaradorligini ta'minlovchi omil Vickers shkalasida taxminan 10 000 HV ga teng bo'lgan olmosning ajoyib qattikligidir. Bu esa ularning materiallarni mikroskopik darajada kesish imkonini beradi va juda kam miqdorda issiqlik hosil qiladi, bu esa yuqori harorat ostida osongina trosh yoki deformatsiyaga uchraydigan nozik yoki issiqlikka sezgir materiallar bilan ishlashda muhim ahamiyatga ega.
Zamonaviy diamantli kesuvchi asboblar ikki asosiy shaklda bo'ladi: to'liq sintezlangan diamant matritsalar yoki diamantlar substratga biriktirilgan turlari. Materiallar ustida ishlaganda, diamant qirralar ishlov berilayotgan sirtning bog'lanishlarini ularni eritib yuborish o'rniga mexanik qisqarish orqali ajratib tashlaydi. Bu ayniqsa, ba'zan Ra 0,02 mikrometr gacha bo'lgan silliq sirtlarni yaratadi. Yeyuvchi materiallar bilan ishlashda oddiy karbid asboblar bilan solishtirganda, diamantli asboblar taxminan 10 dan 15 marta uzoqroq davomda o'tkirlik saqlaydi. Nima uchun? Chunki diamant juda katta qattiklikka ega — taxminan 90 GPa va issiqlik o'tkazuvchanligi esa taxminan 2000 Vt/m·K ni tashkil etadi. Bu operatsiya davomida issiqlikni juda samarali tarqatish imkonini beradi, natijada asbobning ishlashi hamda xizmat ko'rsatish muddati saqlanadi.
Sanoatda uchta asosiy diamantli asbob turi hukmronlik qiladi:
PCD asboblar metall matritsali kompozitlarda 700 N gacha bo'lgan kesish kuchlariga chidaydi, CVD namunalari esa aviatsiya komponentlarida ±0,5 μm aniqlikka erishadi.
Qattiq materiallarni ishlashda diamant asbolar materialni quyidagilar orqali olib tashlaydi:
Ushbu ikki tomonlama mexanik va issiqlik ta'siri konvensional zinirlovga qaraganda pastki qavatdagi shikastlanishni 60—80% ga kamaytiradi, sirkoniya ustida o'tkazilgan sinovlar (Yuan va boshqalar, 2023) orqali namoyon bo'ldi.
Qattiq materiallar, masalan, silitsiy karbidi va alyuminiy oksidi kabi materiallar bilan ishlashda odatiy kesuvchi asboblar Mohs shkalasida taxminan 8 dan 9,5 gacha bo'lgan qattiklik darajasini ushlab turishlari mumkin emasligi sababli diamant qoplamali asboblar shart-sharoit bo'lib qoldi. Ushbu maxsus asboblar avtomashina tormozlarida foydalaniladigan uglerod tolali kompozitlarni kesishda taxminan ±0,005 millimetr atrofida juda aniq me'yorida ishlash imkonini beradi va 2023-yilda Precision Engineering Society tadqiqotiga ko'ra, oddiy karbid asboblar bilan solishtirganda materialning ajralib ketish muammosi taxminan uchdan ikki barobar kamayadi. Alyuminiyga silitsiy karbidi aralashtirilgan metall matritsali kompozitlarga kelganda, diamant kesuvchi asboblar ba'zan 400 gradus Selsiydan yuqori bo'lganda ham ishlov berish jarayonida qizib ketganda ham detallarni o'lchamlar jihatidan barqaror saqlaydi. Sanoat hisobotlariga ko'ra, kompozit qismlarning katta miqdorini ishlab chiqarishda diamant qoplamali ballg'ozlar (end mills) ga o'tgan ishlab chiqaruvchilar odatda asboblarni almashtirish xarajatlarini uchdan bir qismga kamaytiradi.
Aerospace sanoati Inconel gaz qozonlari lopastarini ishlashda bir xil kristalli diamant asboblaridan foydalanadi, bu esa Ra 0.2 mikron ostida sirtni tozalash imkonini beradi va parvoz paytida havo qarshiligini kamaytirishga yordam beradi. Tibbiyot asboblari uchun ishlab chiqaruvchilar titan orqa miya implantlarini shakllantirishda polikristalli diamant yoki PCD asboblariga murojaat qiladi. Bu asboblar tanaga ta'sir qiladigan sirtlar uchun FDA talabining 5 mikroni doirasida taxminan 3 mikronni tashkil etadigan aniqlikni ta'minlaydi. 2024-yildagi so'nggi sanoat hisobotiga ko'ra, diamant asboblarga o'tgan kompaniyalar optik linzalarni ishlash jarayonlarida taxminan 28% samaradorlikka erishdilar. Bu yaxshilanish yuqori aniqlikdagi lazer qo'llanmalar uchun kerak bo'lgan g'ayrioddiy darajadagi tekislash darajasiga erishish imkonini beradi.
Polikristall panjara (PCD) qurollari volfram karbidni frezelash paytida sirtning notekisligini an'anaviy CVD qoplamali variantlarga nisbatan taxminan 40% ga kamaytiradi. Ushbu asboblar 0,08 mikrometrdan past bo'lgan Ra qiymatlarga erisha oladi, bu ayniqsa og'zalari va matritsalar uchun ahamiyatli bo'lgan aynalari sirtlari uchun juda muhim. 8 dan 12 mikrongacha bo'lgan diamant zarrachalarni o'z ichiga olgan ko'p qavatli PCD asboblari ham ancha uzoqroq xizmat qiladi. Shishali tolali plastmassalar bilan ishlovchi 1200 ta rezish tsikllarida sirt tuzilmasi bo'yicha 2% dan kam o'zgarish bilan barqaror ishlashini saqlashini sinovlar ko'rsatdi. Kengaytirilgan asbob hayoti ularni konsistentsiya eng muhim bo'lgan kompozitsion materiallar bilan shug'ullanuvchi ishlab chiqaruvchilar uchun ayniqsa qimmatli qiladi.
Alyuminiy kesuvchi asboblar baholashda sanoat mutaxassislari odatda uchta asosiy omilga e'tibor beradi: yon chizilish, ishqalanish koeffitsiyentlari va mill frezerlash jarayonidagi ishlashi. Masalan, silikon karbidli kompozitlar bilan ishlaganda PCD asboblari uzluksiz ishlov berishning taxminan ikki soatdan keyin 0,02 mm atrofida yon chizilish ko'rsatadi, bu o'tmish yili Ponemon tadqiqotiga ko'ra oddiy karbid asboblar bilan solishtirganda taxminan 63% yaxshiroq natijadir. Tsirkoniya keramikasida o'tkazilgan sinovlar ham qiziqarli natijalarni ko'rsatdi. Alyuminiy bilan qoplangan mill frezalar quruq frezerlash davomida 0,15 dan kam bo'lgan ishqalanish koeffitsiyentini saqlab turadi, ya'ni ular qoplamagan nusxalariga qaraganda ancha kam issiqlik hosil qiladi. Bu asbobning xizmat muddati va buyum sifatiga katta ta'sir qiladi.
Qatlama ajralish — ayniqsa, temir qotishmalarni ishlashda olmos qoplamalarning asosiy buzilish turi hisoblanadi. Metallurgik tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, parda ostidagi substratni oldindan tayyorlashni takomillashtirish orqali kimyoviy hajmli cho'kindi (CVD) jarayonlarini optimallashtirish qatlama ajralish xavfini 38% ga kamaytiradi. Mikroskopik g'ildirak tarqalish tahlili shuni ko'rsatadiki, bir qavatli qoplamalarga nisbatan ko'p qavatli olmos qoplamalar interfeysdagi buzilishdan oldin 27% yuqori urilish kuchlariga chidasa qoladi.
Yuqori tezlikdagi ishlash sharoitida (≥ 800 m/daq), olmos qoplamalar 8 MPa√m dan oshmaydigan singanlikka chidamlilik qiymatlarini saqlab turadi va nozik materiallarni ishlash paytida kesish chetining butunligini saqlaydi. Issiqqa chidamlilik sinovlari shuni ko'rsatadiki, ushbu qoplamalar xona haroratidagi qattiklikning 600°C da 91% ini saqlab turadi, volfram karbid asboblari uchun esa bu ko'rsatkich 62% ni tashkil etadi.
Shisha tolali polimerlarni ishlash paytida yuqori chastotali tebranishlarni nazorat qilish diamant qoplamali burguilar ishlov beriladigan sirtning notekisligini (Ra) aviatsiya darajasidagi alyuminiyni frezalash operatsiyalarida 1,2 μm dan 0,4 μm gacha kamaytirish orqali qoplamasiz asboblarga nisbatan tebranish amplitudasini 44% ga kamaytirishini ko'rsatadi.
Uglerodli tolali kompozitsion materiallarda uzluksiz ishlash sinovlarida diamant qoplamali ballarli frezalar qoplamasiz karbid asboblargaga qaraganda 3,8 marta uzoqroq xizmat qiladi. Titanlarni 8 soat ishlashdan keyin diamant qoplamali teshiklarda chegaraviy radius o'lchovlari deformatsiyani 82% kamroq ko'rsatadi, kesish aniqligini ±2 μm to'g'riligida saqlab turadi.
Qizdirilgan tolali kimyoviy havo cho'kindisi (HFCVD) ishlab chiqaruvchilarga diamant qoplamalarni o'stirishda gazlarning aralashmasini ham, parda materialining haroratini ham aniq sozlash imkonini berishi tufayli ancha yaxshiroq nazorat qilish imkonini beradi. O'tgan yili Materials Today jurnalida e'lon qilingan tadqiqotlarga ko'ra, zirkoniya bilan ishlash bo'yicha o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, ushbu usulda tayyorlangan qoplamalar oddiy CVD usullari bilan olingan natijalarga nisbatan taxminan 34% kuchliroq sirtga birikadi. HFCVD ayniqsa murakkab shakldagi asboblar sirtiga qoplamani juda tekis tarqatish xususiyati bilan ajralib turadi va butun buyum bo'ylab o'zgarishlar ikki mikrometrdan oshmaydi, shu bilan birga keskin qirralar saqlanib qoladi. Injenerlar metan va vodorod aralashmasini sozlash orqali qoplam zichligini 98% dan yuqori darajaga olib chiqishlari mumkin, bu esa asboblarga doimiy ta'sir qiladigan kuchli frezerlash sharoitida mayda troshchinalarning paydo bo'lishini ancha kamaytiradi.
So'nggi o'quvlar 3Y-TZP zirkoniya ishlov berishda diamant parda arxitekturalari orasida farqli ishlash farqlarini ko'rsatadi:
| Qoplama turi | Asbob muddati (daqiqa) | Sirt notekisligi (Ra) | Qatlama tushish xavfi |
|---|---|---|---|
| Ko'p qavatli (5μm) | 142 ±8 | 0.32 μm | Past |
| Ikki qavatli (3μm) | 89 ±12 | 0.51 μm | O'rtacha |
| Bir qavatli (2μm) | 47 ±9 | 0.78 μm | Yuqori |
Ko'p qavatli покрытия монолитли версияларга қараганда асбоб умри 40% ошган, бу эса кучланish таъсирини яхши тақсимлашга олиб келади. Нанокристаллик ва микрокристаллик қаватларнинг алмашишини вибрация энергиясини самарадорроқ жўттириш имконини беради ва юқори теzlikdagi фрезерлаш синовларида асбобнинг ишлатилиш муддатининг 85% и давомида сirtning ≤ 0.35 μm Ra да тузилишини таъминлайди.
Yangiliklar2025-09-30
2025-08-31
2025-08-30
2025-07-28
2025-06-25
2025-04-22
Dongtai Sharqda yuqori turishga va jahon oqiydigan toshlangachlar sanoatining rivojlantirishiga imkon berishga qaratilgan.
EN
