روشهای اتصال دانه های الماسه به تیغه فولادی
اتصال دانه های الماسه به تیغه فولادی یکی از مهمترین مراحل ساخت دیسکهای الماسه است. این اتصال با روشهای مختلفی انجام میشود که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب تیغه مناسب به نوع کاربرد، سرعت برش و مواد مورد نظر بستگی دارد.
بطور کلی اتصال در دو مرحله انجام می شود
مرحله ۱ : ایجاد سگمنت
پودر فلز و دانههای الماس با هم مخلوط، فشرده و سپس پخت (سینتر) میشوند تا به یک قطعه جامد و مستحکم به نام “سگمنت” تبدیل شوند
در این فرآیند، تحت دما و فشار بالا، ذرات پودر فلز به هم جوش میخورند و یک ماتریس فلزی محکم در اطراف دانههای الماس تشکیل میدهند. این کار باعث میشود دانههای الماس به طور محکم در جای خود نگه داشته شوند و بتوانند عمل برش را انجام دهند
مرحله ۲: اتصال سگمنت
پس از ساخته شدن سگمنت، نوبت به اتصال آن به بدنه یا هسته فولادی میرسد. در این مرحله سگمنت با روشهای زیر به بدنه تیغه متصل می گردد:
جوش لیزر (Laser Welding)
یکی از روشهای معمول و بسیار مستحکم و قوی اتصال سگمنت به هسته مرکزی، جوش لیزر میباشد. در این روش، سگمنت از قبل پخت شده و سپس با استفاده از پرتو لیزر به هسته جوش داده میشود. نوع اتصال آن مقاوم در برابر تنشهای بالاو مناسب برشهای خشن وعمیق میباشد. این روش برای تیغههای حرفهای و سنگین که نیاز به استحکام و توان بالا دارند استفاده میشود.البته هزینه تولید آن نیز بالاست.
لحیمکاری (Brazing)
دراین روش فلز واسط (مانند آلیاژ نقره یا نیکل) و حرارت زیاد و در محیط خلاء به هسته لحیم میشود. این روش نسبت به جوش لیزری از استحکام کمتری برخوردار است.
سینتر کامل (Wholly Sintered)
در این روش خاص، مرحله پخت و اتصال همزمان انجام میشود . یعنی مخلوط پودر فلز و الماس را مستقیماً روی لبه هسته فولادی قرار داده و کل مجموعه را در قالب گذاشته و میپزند. در تیغههای ساخته شده با روش سینترد از چسب یا باند نرم استفاده شده و برای برش مواد سخت مانند سنگ ازبقیه بهترعمل میکنند.
این روش معمولاً برای تیغههای کوچکتر و ارزانتر استفاده میشود و در مقایسه با جوش لیزرمقاومت کمتری دارد و برای کارهای عمومی مناسب است
درتیغههای با قیمت پایین معمولاً از وکیوم بریز و یا سینترد جهت اتصال به هسته استفاده میشود.هسته این تیغهها معمولاً بسیار ساده ساخته میشوند و برای مواردی که لازمست از تیغههای خشن استفاده گردد، بکار گرفته نمی شود این دو روش معمولاً برای برش خشک(بدون ماده خنک کاری) وتر(با ماده خنک کاری)، روی مواد نرمتر و و تجهیزات با سرعت دوران پایینتراستفاده می شود.
روش اتصال مستقیم
الکتروپلیت ( Electroplate)
بر خلاف سایر روشهای اتصال که در آنها ابتدا سگمنت تولید میشد و سپس سگمنت به بدنه متصل می گردید در الکتروپلیت کریستالها همراه با یک حلال در یک مخزن که هسته های فلزی در آن قرار دارند غوطه ورشده و زمانی که بین الماس و دیسک جریان الکتریکی برقرار میگردد تشکیل یک باند یا چسب میدهند. مقاومت این روش اتصال در مقایسه با روشهای دیگر کمتر بوده و هزینه تولید آن نیز بالاست. از این دیسک برای کاربردهای دقیق و ظریف استفاده می شود.
انتخاب روش اتصال دانه های الماسه به تیغه بر اساس کاربرد
برش خشک بهتر است از جوش لیزر استفاده شود، زیرا اتصال قویتر و مقاومتر است.
برش تر میتوان از هر دو روش وکیوم بریز و جوش لیزر استفاده کرد.
برای برشهای دقیق روش الکتروپلیت بهترین گزینه است
انواع روشهای سینتر
روشهای مورد استفاده در فرایند سینتر شامل پرس سرد و پرس گرم (Hot Press و Cold Press) می باشد . در این روش، همزمان با اعمال حرارت، فشار نیز به قطعه وارد میشود.
پرس گرم رایجترین روش برای ساخت سگمنتهای الماسه است. در این روش، مخلوط پودر فلز و الماس درون قالب ریخته شده و همزمان با اعمال فشار بالا، حرارت داده میشود تا به یک قطعه جامد و مستحکم تبدیل شود
پرس سرد مخلوط پودر فلز و الماس در دمای اتاق، تحت فشار زیاد، به شکل اولیه سگمنت (که به آن “جسم خام” میگویند) در میآید. این جسم هنوز استحکام کافی برای برش را ندارد. جسم خام حاصل از مرحله قبل، بدون اعمال فشار خارجی، در کوره حرارت داده میشود تا فرآیند سینتر انجام شود
کاربردهای تیغههای پرس گرم
این تیغهها برای موادی که نیاز به راندمان تولید بالا دارند، مانند بتن، گرانیت و سنگهای ساختمانی، ایدهآل هستند.
مزایای تیغههای الماس زینتر شده پرس گرم
طول عمر بیشتر: تیغههای الماس زینتر شده پرس گرم به دلیل پیوند قویتر بین کریستالهای الماس و هسته فولادی، طول عمر بیشتری دارند. این پیوند قوی باعث کاهش سایش و پارگی تیغه میشود.
توزیع یکنواخت دانههای الماس: فرآیند پرس گرم توزیع یکنواخت دانههای الماس روی سطح تیغه را تضمین میکند، که باعث بهبود کارایی و عملکرد برش میشود.
هزینه تولید کمتر: این تیغهها از مواد الماس کمتری نسبت به تیغههای الماس آبکاری شده (الکتروپلیت) یا لحیمکاری شده (بریز) استفاده میکنند، که تولید آنها را مقرونبهصرفهتر میکند.
قابلیت استفاده خشک و تر: تیغههای پرس گرم را میتوان هم به صورت خشک و هم با خنککاری آب استفاده کرد، که نیاز به خنکسازی و روانکاری را کاهش میدهد.
از معایب تیغههای الماس زینتر شده پرس گرم نیز می توان به محدودیت در کاربردهای ظریف مانند برش مواد نازک یا حساس و نیاز به تجهیزات خاص مانند کورههای با دمای بالا دارد، که ممکن است هزینههای اولیه تولید را افزایش دهد.
مقایسه تیغههای پرس گرم و پرس سرد
تیغههای پرس گرم: مقاومت به سایش بالاتری دارند و برای مواد ضخیم با نیازهای راندمان تولید بالا مناسب هستند.
تیغههای پرس سرد: برای برش مواد نازک با الزامات کیفیت بالا مناسباند.
اهمیت روش ساخت هسته مرکزی
روش ساخت هسته اصلی بستگی به روش نصب تیغه به هسته دارد
هسته مرکزی دیسکهای جوش لیزری که جهت برشهای خشن و عمیق استفاده میشود ضخامت بیشتری دارند. عملیات حرارتی، پرداختکاری وتنشگیری روی این تیغه ها باعث مقاومت هسته در مقابل تنشهای مربوط به اعوجاج بالا و خمیدگیهای زیاد (که در برشکاریهای خشن در هسته ایجاد می شود) می گردد. ماشین کاری دقیق این دیسکهای الماس باعث میشود که در دورهای بالا هیچگونه ناترازی نداشته باشد. در مورد برش خشک بهتر است که از جوش لیزر استفاده شود.
با توجه به موارد بالا روش اتصال الماسه به تیغه و همچنین روش ساخت هسته مرکزی بر اساس نوع کارکرد تیغه و شکل آن توسط تولید کنندگان تعیین می گردد.