Szczegóły

Utworzono: 10 kwiecień 2013

Odsłony: 2145

Witam
       Dzisiaj trochę o technice produkowania segmentów diamentowych i o sposobie scalania ich z dyskiem, tarczą lub wiertłem.
Na chwilę obecną istnieją dwa sposoby mocowania diamentów na narzędziach. Pierwsza metoda najtańsza to osadzenie kryształów diamentu bezpośrednio na krążku lub wiertle. Taka metoda dostarcza produkt tani do użycia amatorskiego lub ręcznego. W zasadzie nie używa się już tej metody do wytwarzania tarcz diamentowych, ściernic diamentowych do cięcia i szlifowania jedynie do produkcji osełek diamentowych do ostrzenia narzędzi i noży, wierteł diamentowych rurkowych do gresu. Narzędzia te mają nasyp diamentowy na powierzchni i po zużyciu warstwy diamentu tracą swoje cechy.
       Druga grupa to narzędzia oparte na segmentach. Ziarna diamentu są mieszane z proszkiem metalowym, który spełnia rodzaj spoiwa. Następnie metodą spiekania i prasowania tworzy się segment o sprecyzowanym kształcie. Technika ta, choć bardziej kosztowna jest nieporównywalnie doskonalsza w wypadku narzędzi do maszyn wysokoobrotowych - tarcze diamentowe, ściernice diamentowe. Można nader dokładnie dopasować spoiwo, ziarno diamentu i jego koncentrację do rodzaju obrabianego materiału jak również do warunków pracy.

      Aktualnie technologia produkcji segmentów diamentowych rozwija się w kierunku: -rozwijania innowacyjnych metod spiekania i tworzenia nowych maszyn i linii technologicznych,
-produkcji nowych rodzajów ziaren diamentu syntetycznego,
-tworzenia nowych spieków metalu,
-rozwoju maszyn do precyzyjnego łączenia laserem segmentów z narzędziami, tarcze diamentowe, sznury diamentowe, ściernice diamentowe, segmenty diamentowe do maszyn polerskich i wiertła diamentowe.
Jak poprzednio napisałem sercem narzędzi diamentowych jest segment. Wykonany jest z starannie dobranych rodzajów lub rodzaju diamentu w spieku metalu o dokładnie określonych parametrach. Takich jak twardość, czyli wytrzymałość na ścieranie. Gołym okiem można ujrzeć, że diamenty sterczą ponad powierzchnię narzędzia. Te wystające diamenty ścierają obrabiany materiał. W trakcie pracy ziarno sukcesywnie się zużywa podobnie jak spoiwo. W chwili, kiedy diament się zupełnie zużyje odpada a spoiwo powinno odsłonić kolejne ziarno. Jest to elementarny warunek, aby narzędzie diamentowe prawidłowo skrawało.

      Czyli spoiwo powinno sie tak ścierać, aby:
- nie za szybko odsłaniać ziarna- wówczas tarcza lub wiertło diamentowe zużywa sie za szybko.
- nie za wolno - więc na powierzchni tarczy nie ma wystających ziaren i tarcza nie skrawa. Nagrzewa się, sypie iskrami gorącego metalu, deformuje się pod wpływem temperatury.
Podsumowując przy poprawnie dobranym spoiwie do rodzaju obrabianego materiału, kryształy diamentu bezustannie się zużywają, a spoiwo ciągle odkrywa nowe kryształy, zapewnia ciągłość ścierania aż do pełnego zużycia się segmentów.
        Jak wcześniej wspomniałem w praktyce nie wygląda to tak różowo. Przedstawię dokładniej dwa skrajnie niepożądane przypadki dla lepszego zobrazowania problemu.
Obrabiamy nadzwyczaj twardy materiał, na przykład wiercimy otwory w twardym gresie. Wystający kryształ diamentowy na wiertle ściera materiał, spoiwo bardzo mocno spieczone i twarde nie ściera się dosyć szybko. Staje się plastyczne i ślizga sie po powierzchni gresu. Ziarna przytępią się do takiego stopnia, że zaprzestają skrawać, nagrzewają się i odpadają. Kolokwialnie mówi się, że tarcza jest stępiona, na jej powierzchni nie ma diamentów tylko gładka powierzchnia spieku. Dalsze cięcie nie ma sensu, spoiwo zamiast wycierać się, błyskawicznie się nagrzewa topi, sypie iskrami.
      Drugi przypadek. Obrabiany towar jest bardzo ścierliwy, np.: świeży beton. Tarcza tnie doskonale, kryształy w zasadzi nie zużywają się. Gorzej z spoiwem, które jest nadto miękkie i suchy pył błyskawiczne ściera spoiwo. W efekcie ziarna, które są jeszcze niezużyte i mogłyby skrawać przez dłuższy okres, odpadają. Dlatego że spoiwo, które je trzyma ulega błyskawicznemu wycieraniu. W efekcie tarcza tnie bardzo szybko, ale również szybko zużywa się i przez to cięcie staje się nieekonomiczne. Często po paru minutach okazuje się, że segment zniknął.
         Prawidłowo dobrana tarcza diamentowa, sciernica diamentowa lub wiertło diamentowe ma spoiwo i segment zużywający się równomiernie ot cała filozofia.
Należałoby jedna wspomnieć o jeszcze jednym zdarzeniu, a mianowicie o zużywaniu bocznym. Narzędzie diamentowe, tarcza diamentowa i wiertło diamentowe jest tak skonstruowane, aby segment nieznacznie wystawał poza obręb tarczy lub tulei wiertła. Dzięki temu urobek może bez kłopotu opuścić miejsce cięcia, a tarcza nie blokuje się. Jednakże w trakcie pracy segmenty boczne również się ścierają, przez co segment staje się węższy i z czasem może całkowicie uniemożliwić dalszą pracę. Zasadniczą techniką zabezpieczania się jest stosowanie chłodzenia z jednoczesnym przymuszonym usuwaniem urobku. Na ogół jest to woda podawana pod niewielkim ciśnieniem. Chłodzi i wypłukuje urobek. Pamiętajmy, że im bardziej ścierliwy materiał tym szybciej zużywać się będzie boczna powierzchnia. Następnie, aby minimalizować to zjawisko używamy takie prowadzenie maszyny, aby nie dopuszczać so tarcia bocznego. Sytuacja gwałtownego zużywania się powierzchni bocznych występuje najczęściej przy cięciu z ręki. Natomiast podczas pracy z użyciem prowadnic zmniejszamy ścieranie boczne.
Skoro jestem przy cięciu na sucho i mokro to opisze następny problem.
           Kiedy tarczą tniemy na mokro a kiedy na sucho? Jeżeli posiadamy ręczną szlifierkę kątową na 230V to nie mamy wyjścia, nie można stosować chłodzenia wodą. Używamy wszystkie tarcze, ale zwracamy uwagę na okres pracy i rodzaj tarczy. Tarcze diamentowe z brzegiem ciągłym mają lutowany segment. Temperatura pracy jest znacznie niższa niż przy spawanych laserowo. Czas pracy winien być znacznie krótszy, niekiedy 10-15 sekund. Po tym czasie może puścić lut a segment odpaść, nie muszę pisać, czym to grozi. Dowolne tarcze z brzegiem ciągłym mają lutowane segmenty. Oprócz niebezpieczeństwa odlutowania się segmentu istnieje też możliwość odkształcenia się tarczy. Przegrzana tarcza ma bicie i z reguły nie nadaje się do cięcia gładkiego, bo powoduje nierówne cięcia, z widocznymi szczerbami lub w przypadku cięcia gresu może pękać płytka. Przy cięciu płytek ceramicznych istotne jest uzyskanie gładkiej powierzchni z tego względu skazani jesteśmy na tarcze gładkie, bo tarcze zębate powodują szczerby.
Reasumując, zawsze, jeżeli to możliwe tarcze chłodzimy.
Gładkie tarcze diamentowe używamy do cięcia płytek, szkła i gresu. Pracujemy ostrożnie, jeżeli tniemy na sucho to bardzo krótko max. 15sek. praktyka pokże.
Tarcze diamentowe segmentowe,zębate, turbo spawane laserowo do materiałów budowlanych i kamienia.
Chłodzenie tylko w sposób ciągły, nie wolno, co jakiś czas polewać, może się zrobić spiek i uszkodzić tarczę lub wiertło.
Jeżeli chcemy tarczę do różnych materiałów wybieramy uniwersalną nie drogą. Jeżeli wiemy, jaki materiał będziemy obrabiać można wybrać tarczę lub wiertło diamentowe profesjonalne.

Szczegóły

Utworzono: 20 wrzesień 2012

Odsłony: 2023

Cześć
     Dzisiaj cokolwiek o diamentach, to będzie taki przedsłowie do opisu narzędzi diamentowych, głównie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.
Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, również ślicznym i oszałamiającym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna zaprząta dusze i umysły wszystkich ludzi.
        Charakteryzuje się niesłychanie małym współczynnikiem tarcia, ma najmniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i jednocześnie niesłychanie dobrym przewodnikiem ciepła. Jest przeźroczystyw widmie ultrafioletowym i podczerwonym. Ze względu na tak fenomenalne cechy znajduje zastosowanie, włączając bezsprzecznie zastosowanie jubilerskie, jako osłonowa powłoka diamentowa nanoszona na implanty stawów, w których zużywanie się ścierne ma kluczowe znaczenie, czy zastawki serca człowieka, do szlifowania i docierania węglików spiekanych, drążenia skał, przeciągania drutów i prętów, obciągania ściernic ceramicznych, jako wgłębniki do pomiaru twardości i do pomiaru gładkości powierzchni, cięcia płyt wykonanych z szkła i ceramiki, obróbki ściernej szkła optycznego i zdobniczego, obróbki metali nieżelaznych i ich stopów, obróbki tworzyw sztucznych, półprzewodników, materiałów ceramicznych np. gresu - tarcze diamentowe szlifowania brylantów i kamieni półszlachetnych, w narzędziach stomatologicznych i chirurgicznych. Bardzo powszechnie, materiał ścierny w postaci diamentu stosuje się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do tworzenia preparatów mikroskopowych. Nas najbardziej interesuje użycie umożliwiające bardzo dokładną obróbkę wszelkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów.

          Diament w naturze powstał w ekstremalnych warunkach, na znacznych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku astronomicznego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 - 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie okoliczności powstawania diamentu wpływają zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. Dlatego jedynie sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by wdrożyć w sposób przemysłowy.
 Pierwsze eksperymenty związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak pewien Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć analogiczne warunki, co w naturze. Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą serię syntetycznych diamentów. Synteza bazowała na zmianie grafitu w diament (zmiana obejmowała struktury geometrycznej) przy zastosowaniu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych wdrożono inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technologia ta umożliwia nakładanie diamentu na duże powierzchnie. Diament taki posiada znaczną jednorodność struktury krystalograficznej i czystość chemiczną.
Obecnie, co roku produkuje się tony tego minerału, który niczym nie ustępuje prawdziwemu (oprócz ceny), a poza tym w warunkach nadzorowanych, jest możliwość produkowania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność użycia go w technice wpłynęła doniośle na spadek jego ceny, a także ceny narzędzi z segmentami diamentowymi: tarcze diamentowe, wiertła diamentowe, ściernice diamentowe, i inne.

    Przy produkcji narzędzi istotna jest klasa diamentu, im większe i bardziej regularne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od charakteru zastosowania i rozmiaru narzędzia uzgodniono podział na ziarna w jednostkach mesh, który jest ilością oczek przypadającą na 1 cal. I tak: bardzo ogólna 8-12 mesh, ogólna 14-24 mesh, średnia 30-60 mesh, dokładna 70-120 mesh, bardzo dokładna 150-240 mesh, super dokładna 280-600 mesh.
 W technologii budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) stosuje się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 - 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju opracowywanego materiału. Do materiału gruboziarnistego wykorzystuje się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Jakość ziarna zależna jest również od przybranej formy krystalicznej. Im bardziej idealna, tym większa odporność udarowa kryształu.