Реферат
Көбүнчө алмаз композит деп аталган Polycrystalline Diamond Compact (PDC), өзгөчө катуулугу, эскирүүгө туруктуулугу жана термикалык туруктуулугу менен так иштетүү тармагында революция жасады. Бул макалада PDCдин материалдык касиеттерине, өндүрүш процесстерине жана так иштетүүдөгү өнүккөн колдонмолоруна терең анализ берилген. Талкуу анын жогорку ылдамдыктагы кесүү, ультра тактыктагы майдалоо, микро иштетүү жана аэрокосмостук компоненттерди жасоодогу ролун камтыйт. Кошумчалай кетсек, PDC технологиясынын келечектеги тенденциялары менен бирге өндүрүштүн жогорку баасы жана морттук сыяктуу көйгөйлөр чечилет.
1. Киришүү
Тактык менен иштетүү микрон деңгээлиндеги тактыкка жетүү үчүн жогорку катуулугу, бышыктыгы жана термикалык туруктуулугу бар материалдарды талап кылат. Вольфрам карбиди жана жогорку ылдамдыктагы болот сыяктуу салттуу шайман материалдары көбүнчө экстремалдык шарттарда жетишсиз болуп, Polycrystalline Diamond Compact (PDC) сыяктуу алдыңкы материалдардын кабыл алынышына алып келет. PDC синтетикалык алмазга негизделген материал, катуу жана морт материалдарды, анын ичинде керамика, композиттер жана катууланган болотторду иштетүүдө теңдешсиз көрсөткүчтөрдү көрсөтөт.
Бул документ PDCнин негизги касиеттерин, анын өндүрүш ыкмаларын жана так иштетүүгө анын өзгөрүүчү таасирин изилдейт. Андан тышкары, ал PDC технологиясындагы учурдагы көйгөйлөрдү жана келечектеги жетишкендиктерди карайт.
2. ПДКнын материалдык касиеттери
PDC жогорку басым, жогорку температура (HPHT) шарттарында вольфрам карбид субстрат менен байланышкан поликристаллдуу алмаз (PCD) катмарынан турат. Негизги касиеттери төмөнкүлөрдү камтыйт:
2.1 Өтө катуулугу жана эскирүү туруктуулугу
Алмаз - эң кыйын белгилүү материал (Мохс катуулугу 10), бул PDCди абразивдүү материалдарды иштетүү үчүн идеалдуу кылат.
Жогорку эскирүү туруктуулугу так иштетүүдө токтоп калуу убактысын кыскартуу менен инструменттин иштөө мөөнөтүн узартат.
2.2 Жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк
Натыйжалуу жылуулук диссипациясы жогорку ылдамдыкта иштетүүдө термикалык деформациянын алдын алат.
Аспаптын эскиришин азайтат жана беттин жасалгасын жакшыртат.
2.3 Химиялык туруктуулук
Темир жана түстүү материалдар менен химиялык реакцияларга туруктуу.
Коррозиялуу чөйрөдө инструменттин бузулушун азайтат.
2.4 Сынууга бекемдиги
Вольфрам карбидинин субстраты соккуга туруктуулукту күчөтүп, чипти жана сынууну азайтат.
3. PDC өндүрүш процесси
PDC өндүрүү бир нече маанилүү кадамдарды камтыйт:
3.1 Алмаз порошок синтези
Синтетикалык алмаз бөлүкчөлөрү HPHT же химиялык буу катмары (CVD) аркылуу өндүрүлөт.
3.2 Агломерация процесси
Алмаз порошок өтө басым (5-7 ГПа) жана температура (1,400-1,600 ° C) астында вольфрам карбид субстрат үстүнө агломерацияланат.
Металлдык катализатор (мисалы, кобальт) алмаз менен алмаздын байланышын жеңилдетет.
3.3 Пост-процессинг
Лазердик же электрдик разрядды иштетүү (EDM) PDCди кесүүчү шаймандарга айландыруу үчүн колдонулат.
Беттик тазалоо адгезияны күчөтөт жана калдык стресстерди азайтат.
4. Тактык иштетүүдөгү колдонмолор
4.1 Түстүү материалдарды жогорку ылдамдыкта кесүү
PDC куралдары алюминий, жез жана көмүртектүү була композиттерин иштетүүдө мыкты.
Автомобилдерде (поршень иштетүү) жана электроникадагы (ПКБ фрезерлөө) колдонмолору.
4.2 Оптикалык компоненттерди Ultra-Precision майдалоо
Лазер жана телескоптор үчүн линзаларды жана күзгүлөрдү жасоодо колдонулат.
Субмикрон бетинин бүдүрлүүлүгүнө (Ra <0,01 мкм) жетет.
4.3 Медициналык приборлор үчүн микро-машиналоо
PDC микро бургулоочу тегирмендери хирургиялык аспаптарда жана импланттарда татаал функцияларды жаратат.
4.4 Аэрокосмостук компоненттерди иштетүү
Титан эритмелерин жана CFRP (көмүртек буласы менен бекемделген полимерлер) инструменттердин минималдуу эскирүүсү менен иштетүү.
4.5 Өркүндөтүлгөн керамика жана катууланган болотту иштетүү
PDC кремний карбидин жана вольфрам карбидин иштетүүдө куб бор нитридинен (CBN) ашып кетет.
5. Кыйынчылыктар жана чектөөлөр
5.1 Өндүрүштүн жогорку чыгымдары
HPHT синтези жана алмаздын материалдык чыгымдары кеңири жайылтууну чектейт.
5.2 Үзгүлтүксүз кесүүдө морттук
Үзгүлтүктүү беттерди иштетүүдө PDC шаймандары чиптерге жакын.
5.3 Жогорку температурадагы термикалык деградация
Графиттештирүү 700°Сден жогору болуп, кара материалдарды кургак иштетүүдө колдонууну чектейт.
5.4 Кара металлдар менен чектелген шайкештик
Темир менен болгон химиялык реакциялар тезирээк эскирүүгө алып келет.
6. Келечектеги тенденциялар жана инновациялар
6.1 Нано-структураланган PDC
Нано-бриллиант бүртүкчөлөрүнүн кошулуусу катуулукту жана эскирүүгө туруктуулукту жогорулатат.
6.2 Гибриддик PDC-CBN куралдары
Кара металл иштетүү үчүн куб бор нитриди (CBN) менен PDC айкалыштыруу.
6.3 PDC куралдарынын кошумча өндүрүшү
3D басып чыгаруу ылайыкташтырылган иштетүү чечимдери үчүн татаал геометрияларды берет.
6.4 Өркүндөтүлгөн каптоо
Алмаз сымал көмүртек (DLC) каптоо куралдардын иштөө мөөнөтүн дагы жакшыртат.
7. Корутунду
PDC жогорку ылдамдыктагы кесүүдө, ультра тактыкта майдалоодо жана микро иштетүүдө теңдешсиз аткарууну сунуштап, так иштетүүдө ажырагыс болуп калды. Жогорку чыгымдар жана морттук сыяктуу кыйынчылыктарга карабастан, материалдык илимде жана өндүрүш техникасында уланып жаткан жетишкендиктер анын колдонулуштарын андан ары кеңейтүүнү убада кылууда. Келечектеги инновациялар, анын ичинде наноструктуралуу PDC жана гибриддик шайман дизайндары, анын кийинки муундагы иштетүү технологияларындагы ролун бекемдейт.
Посттун убактысы: 2025-07-07
